V2XE型地磁传感器在单片机系统中的应用

2007-03-09 19:03:27来源: 互联网
摘要:在GPS导航定位系统中,地磁方位是一个很重要的参数。V2XE是PNI公司推出的基于SPI接口的地磁传感器。分析了其工作原理和指令集,并结合实际介绍了V2XE在AT89C2051型单片机系统中的硬件连接和软件编制。结果表ql,该系统测量地磁方向和温度的精度较高。该系统已经应用到实际的GPS产品中并取得较好的效果。 关键词:地磁;SPI接口;V2XE;磁场传感器;应用 中图分类号:TN753.8 文献标识码:A 文章编号:1006—6977(2006)01—0067—03 1 引言 V2XE是一种以集成微处理器作为控制和接口的新型2轴罗盘和大地磁场传感器。V2XE使用新型系统常用的3V工作电源,具有功耗低、尺寸小、在各种条件下的抗噪声能力强、较大的测量灵敏感应区等优点。V2XE结合了PNI公司专利的磁场感应传感器和测量电路技术,不受补偿漂移的影响,在不同温度下的测量结果很稳定。V2XE通过简单易行的标准SPI接口输入,输出数据。 2 性能特点 V2XE的典型特性如下: 功率低(3V DC,2mA输出); 封装尺寸小(25.4mm%26;#215;5.4mm%26;#215;11.5mm); 高地磁感应(0.01 %26;#176;); 高地磁精度(2.0%26;#176;); 数字接口输出(3V标准SPI接口); 具有高的磁场感应(0.00015Gauss); 具有大的磁场量程(%26;#177;11Gauss)。 V2XE的引脚功能如表l所列。 将V2XE应用于GPS系统。用AT89C2051读取V2XE的测量数据.通过串口将数据传送到GPS处理器。图1示出V2XE连接到单片机的原理图。由于AT89C2051没有标准的SPI口输出,故分别用P1.7、P1.6和P1.5来模拟SCLK、MISO及MOSI端。V2XE的复位引脚SYNC由P3.7脚控制。SSNOT接地.V2XE工作在从机模式。 3 数据格式和命令字 V2XE有Big Endian和Little Endian两种数据格式。Big Endian类型数据是从高位到低位存放,little Editan数据是倒序存放.即在最高8位依次放最低8位的数据.在最低8位依次放最高8位的数据,如图2所示。 带有数据的命令格式由开始标志(Sync Flay)、指令类别(Frame Type)和结束标志(Terminator)组成。图3所示是一个带有参数Heading(0X02)和Magnitude(0x05)的SetDataComponents(OX03)命令构成。V2XE常用命令字包括GetModInfo、ModIn-foResp、SetDataComponent、GetData、DataResp、Set-Config、GetConfig、ConfigResp和SaveConfig。其指令码和功能如表2所示。 4 编程实例 SPI接口的数据接收和发送是同步的。V2XE每接收一个数据时将会发出0X00。当V2XE发送命令的应答时,它将不处理任何输人的数据。因此,在主机获取V2XE数据时,应是发送和接收同时进行。用C语言编写发送一接收函数SPITransmit如下: 一个V2XE系统的典型应用流程如图4所示。 V2XE出厂时,都在其ROM中固化了芯片的版本号。用户第一次应用V2XE系统可首先读出该版本号以判断器件是否正常工作。可先向V2XE发送命令GetModInfo,然后读取返回值ModlnfoResp。其程序如下: 这样,获得的芯片信息存放在数组verson中,可以根据读取的值和实际版本号(V2XEV201)比对以确定系统是否正常工作。如果系统正常,首先要根据需要设置返回数据格式以确定V2XE返回这些用户感兴趣的值,主要包括地磁方向角、磁场强度、温度和校准状态位等。另外。还要设置一些初始化参数,主要包括Declination(本地的地磁角,可以从http://www.ngdc.ROaa.gov/cgi—bin/seg/gmag/fldsnthl.pl获得)、True Noah(设置参照角度为地磁北)、BigEndian(选择数据的大、小模式)、Dampingsize(数据缓冲区。将缓冲区里的数据平均后作为V2XE的实际输出)。 在V2XE的实际应用中,常常需要校准.常用命令包括StartCal、StopCal、GetCalData、CalDataResp和SetCalData。其指令代码和功能描述如表3所示。在校准过程中,V2XE装置要尽量水平放置。从开始校准到结束校准过程中需将装置原地旋转两周,每转的时间不得小于30s。校准完成后,可以查询参数calstate来判断校准是否成功。完成参数设置和校准等初始化工作后.可以通过发送指令GetData(0X04)来获取V2XE的数据。对V2XE每发送命令一次必须将其输出全部读出.否则会影响下一次的正常输出。 5 结束语 该系统已经成功应用于手持GPS定位导航产品中。在室温下,其测量方向角偏差在2%26;#176;内,测量的温度偏差也小于1%26;#176;C。地磁传感器V2XE以其接口简单、功耗低、体积小和软件设计简单等优点在GPS定位和磁场检测等方面有着广阔的应用前景。
编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/designarticles/sensor/200703/9155.html
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