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基于磁阻传感器的低功耗方向指示系统

放大字体  缩小字体 发布日期:2016-09-02 浏览次数:55
基于磁阻传感器的低功耗方向指示系统   指南针是一种重要的导航工具,在许多场合都具有应用价值。为了使指南针的性能更加优良,应用领域更加广泛,我们设计制作了基于磁阻传感器的低功耗方向指示系统。在一些特殊地形条件下,GPS 将无法很好的工作,而此方向指示系统却不会受到影响,尤其适用于某些只要求检测方向而不需要检测所在经纬度的场合。
  
  1  功能特色与指标要求
  
  1.1  总体功能及特色
  
  方向指示系统主要有方向指示功能、图形显示功能、磁偏角校正功能和信息锁定功能,并具有便携式和低功耗的特点。其界面设置图如图1 所示。
  
  方向指示系统应用领域广泛,可以应用到如下领域:手持式方向指示系统,车载导航与行程控制,移动电话中的指南针,望远镜定位,医疗器械中的方向指示,陆地和海洋导航系统。
  
  界面设置图
  
  1.2  对设计的要求和指标:
  
  为实现以上功能,系统需达到以下要求:
  
  (1) 系统中的所有元件具有体积小,低功耗的特点。
  
  (2) 系统中的所有元件都是标准的低成本元件;特别是微控制器,而且要有尽量多的在片外部模块(如A/ D 和D/ A 转换器) 。
  
  (3) 由于传感器的输出信号很小,要求各元件抗噪声能力强,电源输出纹波小。
  
  (4) 可显示以下信息:
  
  —以数字和图形显示机首方向;—以最临近方位文字显示机首方向。
  
  (5) 指南针的读数参考地理上的北———正北根据HMC105X 数据手册,当接上低噪声放大器和12 到162bit (位) 模数转换器(A/ D) 时,使用HMC105X 系列传感器可进行极高精度的测量。测量误差小于1°,电路部分功耗小于115 mW。
  
  2 系统设计:
  
  2.1  系统整体设计
  
  图2 是方向指示系统的结构框图,这是其最小设置。传感器单元是采集地球磁场的部分,将地球磁场信号转换为电信号;信号调整单元是对微弱的地磁电信号进行放大滤波,并将模拟信号转换为数字信号;数据处理单元是将调整单元输出的数字数据进行分析,确定所需要的方向与正北间的方向角,并对所在地的磁偏角进行校正。液晶显示单元是将方向角以图形和数字两种形式显示出来。
  
  在本系统中,传感器单元由一块两轴磁阻传感器HMC1052 构成,信号调理单元为由仪表放大器组成的小信号放大电路。MSP430 单片机作为数据处理与信号控制核心,即数据处理与方向确定单元。
  
  最终的显示单元采用一块128 ×64 图形点阵LCD。
  

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