[发明专利]一种磁阻式电子罗盘测量系统

权利要求书

1.一种磁阻式电子罗盘测量系统，其特征在于，包括：三轴磁阻式磁传感器、三轴MEMS加速度计、参考电源、单片机、调理电路、串行通信电路。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述三轴磁阻式传感器为带有I²C总线接口的三轴数字磁阻传感器，内部具有12位A/D转换器，并且内置偏置和驱动器置位/复位电路，采用4mm×4mm×1．3mm的LCC封装，R3，R4为I2C总线上拉电阻器，DRDY为数据准备好中断，接控制器FPGA的107号管脚，电容C3，C5加上传感器片内的ASIC电路中的H电桥驱动电路可以产生电流脉冲，使片上的置位/复位电流带产生磁场给传感器去磁和极性翻转，能够把磁阻传感器恢复到测量磁场的高灵敏度状态。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述三轴MEMS加速度计为ADXL345，其为三轴数字加速度计，内置A/D转换器，可以对高达±16g（地球加速度）的加速度信号进行高分辨率(13位)测量，并且兼容SPI和I²C总线接口，芯片采用3mm×5mm×1mm的LGA封装。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述单片机为FPGA，芯片选用Altera公司Cyclone系列的EP1C3T144C8，其主要功能为完成对数字磁阻传感器和数字加速度计的数据采集、方位角计算、LED显示以及串口输出等处理。，该芯片具有2910个逻辑单元，完全满足发明的开发方案编程需要。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述调理电路为权利要求3所述三轴加速度传感器MMA7361的0g偏移电压实测值为1.515V，灵敏度的实测值为800mV/g，电压变化的范围为0.715～2.315V，为了提高测量精度和ADC的利用率，对输出信号进行了差分放大处理，处理后电压输出范围为0.03～3.23V。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述串行通信电路为系统数据采集的流程，在权利要求4内部的FPGA内部采用状态机的方法实现了I2C总线接口的设计，把磁阻传感器和加速度计同时挂载在一个I2C总线上，根据器件地址的不同分别读取数据。FIFO是一个先进先出堆栈，作为数据缓冲器，为了防止传送过程中数据的丢失和重复读取，将读取到的数据存入FIFO中，在测试过程中发现有时读取到的数据会有比较大的波动，为了提高测量精度，在FIFO缓存之前，采用数字平均滤波的方法对采集到的数据进行了处理。