一種基于pni磁傳感器的數(shù)據(jù)采集電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于PNI磁傳感器的數(shù)據(jù)采集電路。本實用新型中的電源供電電路分別為單片機(jī)數(shù)據(jù)采集電路、SD卡存儲電路以及RS-232數(shù)據(jù)串行通信電路提供+3.3V的電源輸入。單片機(jī)數(shù)據(jù)采集電路通過采集PNI傳感器模塊經(jīng)SPI2接口接收磁場數(shù)據(jù)。單片機(jī)數(shù)據(jù)采集電路將采集處理過的磁場數(shù)據(jù)和時鐘時間通過SPI1接口發(fā)送并存儲在SD卡存儲電路里。單片機(jī)數(shù)據(jù)采集電路通過串口實現(xiàn)與RS-232數(shù)據(jù)串行通信電路的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收。本實用新型與PNI磁傳感器模塊結(jié)合，能夠完成數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)存儲以及數(shù)據(jù)上傳的功能。通過采集磁場，周期性地生成一組數(shù)據(jù)通過串口向外傳送。
【專利說明】—種基于PNI磁傳感器的數(shù)據(jù)采集電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種數(shù)據(jù)采集電路，尤其是一種基于PNI磁傳感器的數(shù)據(jù)采集電路。

【背景技術(shù)】
[0002]PNI推出的3D MagIC具有功耗低，采樣頻率快，分辨率高等眾多特點。PNI的磁傳感器專用驅(qū)動IC極大的簡化了磁力計或電子羅盤產(chǎn)品電路設(shè)計工作，它可外接(驅(qū)動)三顆PNI磁傳感器(兩個SEN-XY與個SEN-Z)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的在于設(shè)計一種基于PNI磁傳感器的數(shù)據(jù)采集電路，包括電源供電電路、STM32單片機(jī)數(shù)據(jù)采集電路，SD卡存儲電路和RS-232數(shù)據(jù)串行通信電路。
[0004]其中電源供電電路包括電壓轉(zhuǎn)換芯片U1，采用AMS公司的電壓轉(zhuǎn)換芯片AMSl 117-3.3，三個鉭電容C1、C3和C5，兩個貼片電容C2和C4，一個穩(wěn)壓二極管Dl，一個發(fā)光二極管LED-1，兩個貼片電阻Rl和R2，一個電感LI ;穩(wěn)壓二極管Dl正極與輸入電源VCC相連，穩(wěn)壓二極管Dl負(fù)極與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的3引腳IN相連；鉭電容Cl正極與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的3引腳IN相連，鉭電容Cl負(fù)極接地；貼片電容C2 —端與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的3引腳IN相連，另一端與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的I引腳GND相連；貼片電阻Rl —端與地相連，另一端與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的I引腳GND相連；電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT與4引腳OUT相連；電感LI 一端與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT相連，另一端與發(fā)光二極管LED-1的正極相連；二極管LED-1的負(fù)極與貼片電阻R2—端相連；貼片電阻R2另一端與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的I引腳GND相連；鉭電容C3正極與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT相連，負(fù)極與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的I引腳GND相連；貼片電容C4 一端與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT相連，另一端與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的I引腳GND相連；鉭電容C5正極與發(fā)光二極管LED-1的正極相連，負(fù)極與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的I引腳GND相連。
[0005]STM32單片機(jī)數(shù)據(jù)采集電路包括單片機(jī)控制電路及其外圍電路；單片機(jī)采用ST公司的STM32F103RCT6 ;其中外圍電路包括九個貼片電容C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13和C14，五個貼片電阻R3、R4、R5、R6和R7，兩個金屬殼晶振Xl和X2，一個發(fā)光二極管LED-2，一個3V的紐扣電池底座BTl，一個J-LINK-SWD程序下載與調(diào)試接口 Jl，兩個與PNI模塊連接的排針接口 Pl和P2 ;單片機(jī)6腳、13腳、19腳、32腳、48腳、64腳與電源供電電路輸出端即電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT輸出端的3.3V電壓相連；單片機(jī)12腳、18腳、31腳、47腳、63腳與地GND相連；金屬殼晶振Xl兩端分別與單片機(jī)5腳和6腳相連；起振的貼片電容ClO和Cll 一端分別與單片機(jī)5腳和6腳相連，另一端與地GND相連；金屬殼晶振X2兩端分別與單片機(jī)3腳和4腳相連；起振的貼片電容C13和C14 一端分別與單片機(jī)3腳和4腳相連，另一端與地GND相連；貼片電阻R6 —端與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT輸出端的3.3V電壓相連，另一端與單片機(jī)7腳相連；貼片電阻R7 —端與地GND相連，另一端與單片機(jī)60腳相連；貼片電容C12 —端與地GND相連，另一端與單片機(jī)7腳相連；3V的紐扣電池底座BTl正極與單片機(jī)I腳相連，負(fù)極與地GND相連；貼片電容R5 —端與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT輸出端的3.3V電壓相連，另一端與發(fā)光二極管LED-2正極相連；發(fā)光二極管LED-2負(fù)極與單片機(jī)59腳相連；與PNI模塊連接的排針接口 Pl的I腳與單片機(jī)34腳PB13相連；與PNI模塊連接的排針接口 Pl的2腳與單片機(jī)35腳PB14相連；與PNI模塊連接的排針接口 Pl的3腳與單片機(jī)36腳PB15相連；與PNI模塊連接的排針接口 Pl的4腳與單片機(jī)33腳PB12相連；與PNI模塊連接的排針接口 Pl的5腳與單片機(jī)37腳PC6相連；與PNI模塊連接的排針接口 Pl的6腳與單片機(jī)39腳PC8相連；與PNI模塊連接的排針接口Pl的7腳與地GND相連；與PNI模塊連接的排針接口 P2的5腳與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT輸出端的3.3V電壓相連；與PNI模塊連接的排針接口 P2的7腳與地GND相連；與PNI模塊連接的排針接口 P2的I腳、2腳、3腳、4腳和6腳懸空；四個貼片電容C6、C7、C8、C9并聯(lián)，分別一端和地GND相連，一端和電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT輸出端的3.3V電壓相連；貼片電阻R3的一端與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT輸出端的3.3V電壓相連，另一端與單片機(jī)46腳PA13連接；貼片電阻R4的一端與地GND相連，另一端與單片機(jī)49腳PA14連接J-LINK-SWD程序下載與調(diào)試接口 Jl的I腳與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT輸出端的3.3V電壓相連J-LINK-SWD程序下載與調(diào)試接口 Jl的2腳和單片機(jī)46腳PA13連接；J-LINK-SffD程序下載與調(diào)試接口 Jl的3腳與單片機(jī)49腳PA14連接J-LINK-SWD程序下載與調(diào)試接口 Jl的4腳與單片機(jī)7腳RESET2連接J-LINK-SWD程序下載與調(diào)試接口 Jl的5腳與地GND相連。
[0006]SD卡存儲電路包括一個Micro SD卡槽U3，一個貼片電阻R8，一個貼片電容C15以及一個3V的紐扣電池底座BTl和一個3V紐扣電池；卡槽U3的I腳懸空；卡槽U3的2腳與單片機(jī)20腳SD CS連接；卡槽U3的3腳與單片機(jī)23腳SD MOSI連接；卡槽U3的4腳與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT輸出端的3.3V電壓相連；卡槽U3的5腳與單片機(jī)21腳SD CLK連接；卡槽U3的6腳與地GND連接；卡槽U3的7腳與單片機(jī)22腳SD MISO連接；卡槽U3的8腳懸空；卡槽U3的9腳與地GND連接；卡槽U3的10腳與貼片電阻R8 —端連接；貼片電容C15 —端與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT輸出端的3.3V電壓連接，另一端與地GND連接；貼片電阻R8 —端與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT輸出端的3.3V電壓連接，另一端與U3的10腳連接。
[0007]RS-232數(shù)據(jù)串行通信電路包括一個由美信公司專為RS-232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4，使用+3V至+5.5V單電源供電；四個貼片電容C16、C17、C18、C19 ;一個外部12V電源和串口的接插件底座P3 ;貼片電容C16 —端與單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4的I腳連接，另一端與單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4的3腳連接；貼片電容C17 —端與單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4的4腳連接，另一端與單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4的5腳連接；貼片電容C18 —端與單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4的2腳連接，另一端與單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4的16腳連接；貼片電容C19 一端與單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4的6腳連接，另一端與單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4的15腳連接；單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4的16腳接電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT輸出端的3.3V電壓；單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4的15腳接地GND ;外部12V電源和串口的接插件底座P3的I接口與單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4的7腳連接；外部12V電源和串口的接插件底座P3的2接口與單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4的8腳連接；外部12V電源和串口的接插件底座P3的3接口接地GND ;外部12V電源和串口的接插件底座P3的4接口懸空；外部12V電源和串口的接插件底座P3的5接口與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT輸出端的3.3V電壓連接；外部12V電源和串口的接插件底座P3的6接口接地GND ;單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4的9腳與單片機(jī)43腳RXDl連接；單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4的10腳與單片機(jī)42腳TXDl連接。
[0008]本實用新型中的電壓轉(zhuǎn)化芯片U1、數(shù)據(jù)電路采集控制芯片U2以及專為RS-232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4,均采用成熟產(chǎn)品。其中電壓轉(zhuǎn)化芯片Ul采用AMS公司的電壓轉(zhuǎn)換芯片AMS1117-3.3，數(shù)據(jù)電路采集控制芯片U2采用ST公司的STM32F103RCT6，單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4由美信(MAXM)公司專為RS-232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片MAX3232。
[0009]本實用新型有益效果:本數(shù)據(jù)采集電路與PNI磁傳感器模塊結(jié)合，能夠完成數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)存儲以及數(shù)據(jù)上傳的功能。通過采集磁場，周期性地生成一組數(shù)據(jù)通過串口向外傳送。上傳的數(shù)據(jù)可以通過PC平臺，直觀、清楚的觀測到。本采集電路不僅可以測量地磁場變化，而且因為它的高敏感度，可以推測周圍金屬物體的姿態(tài)變化。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型的整體電路示意圖；
[0011]圖2為圖1中的電源供電電路示意圖；
[0012]圖3為圖1中的單片機(jī)數(shù)據(jù)采集電路示意圖；
[0013]圖4為圖1中的SD卡存儲電路不意圖；
[0014]圖5為圖1中的RS-232數(shù)據(jù)串行通信電路示意圖。

【具體實施方式】
[0015]如圖1所示，本實用新型包括電源供電電路1、單片機(jī)數(shù)據(jù)采集電路2、SD卡存儲電路3、RS-232數(shù)據(jù)串行通信電路4。電源供電電路I分別為單片機(jī)數(shù)據(jù)采集電路2、SD卡存儲電路3以及RS-232數(shù)據(jù)串行通信電路4提供+3.3V的電源輸入。單片機(jī)數(shù)據(jù)采集電路2通過采集PNI傳感器模塊經(jīng)SPI2接口接收磁場數(shù)據(jù)。PNI傳感器模塊發(fā)送給單片機(jī)的磁場數(shù)據(jù)是數(shù)字信號，單片機(jī)可以直接接收。單片機(jī)數(shù)據(jù)采集電路2將采集處理過的磁場數(shù)據(jù)和時鐘時間通過SPIl接口發(fā)送并存儲在SD卡存儲電路3里。用戶可以通過讀卡器讀取SD存儲卡中在各個時間點的磁場數(shù)據(jù)。單片機(jī)數(shù)據(jù)采集電路2通過串口 I實現(xiàn)與RS-232數(shù)據(jù)串行通信電路4的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收。
[0016]如圖2所示，電源供電電路包括電壓轉(zhuǎn)換芯片U1，采用AMS公司的電壓轉(zhuǎn)換芯片AMSl117-3.3，3個鉭電容Cl、C3和C5，2個貼片電容C2和C4，I個穩(wěn)壓二極管Dl，I個發(fā)光二極管LED-1，2個貼片電阻Rl和R2，I個電感LI。穩(wěn)壓二極管Dl正極與輸入電源VCC(12V)相連，穩(wěn)壓二極管Dl負(fù)極與Ul的3引腳IN相連；鉭電容Cl正極與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的3引腳IN相連，鉭電容Cl負(fù)極接地；貼片電容C2 —端與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的3引腳IN相連，一端與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的I引腳GND相連；貼片電阻Rl —端與地相連,另一端與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的I引腳GND相連。電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT與4引腳OUT相連。電感LI 一端與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT相連，另一端與發(fā)光二極管LED-1的正極相連；二極管LED-1的負(fù)極與貼片電阻R2 —段相連；貼片電阻R2另一端與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的I引腳GND相連。鉭電容C3正極與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT相連，負(fù)極與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的I引腳GND相連。貼片電容C4 一端與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT相連，另一端與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的I引腳GND相連。鉭電容C5正極與發(fā)光二極管LED-1的正極相連，負(fù)極與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的I引腳GND相連。
[0017]如圖3所示，單片機(jī)數(shù)據(jù)采集電路包括單片機(jī)控制電路及其外圍電路。單片機(jī)采用ST公司的STM32F103RCT6。其中外圍電路包括9個貼片電容C6、C7、C8、C9、C1、C11、C12、C13和C14，5個貼片電阻R3、R4、R5、R6和R7，2個金屬殼晶振Xl和X2，I個發(fā)光二極管LED-2，I個3V的紐扣電池底座BT1，I個J-LINK-SWD程序下載與調(diào)試接口 J1，2個與PNI模塊連接的排針接口 Pl和P2。單片機(jī)6腳、13腳、19腳、32腳、48腳、64腳與電源供電電路輸出端即電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT輸出端的3.3V電壓相連；單片機(jī)12腳、18腳、31腳、47腳、63腳與地GND相連。金屬殼晶振Xl兩端分別與單片機(jī)5腳和6腳相連；起振的貼片電容ClO和Cll 一端分別與單片機(jī)5腳和6腳相連,另一端與地GND相連；金屬殼晶振X2兩端分別與單片機(jī)3腳和4腳相連；起振的貼片電容C13和C14 一端分別與單片機(jī)3腳和4腳相連，另一端與地GND相連。貼片電阻R6 —端與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT輸出端的3.3V電壓相連，另一端與單片機(jī)7腳相連；貼片電阻R7 —端與地GND相連，另一端與單片機(jī)60腳相連；貼片電容C12 —端與地GND相連，另一端與單片機(jī)7腳相連。3V的紐扣電池底座BTl正極與單片機(jī)I腳相連，負(fù)極與地GND相連。貼片電容R5—端與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT輸出端的3.3V電壓相連，另一端與發(fā)光二極管LED-2正極相連；發(fā)光二極管LED-2負(fù)極與單片機(jī)59腳相連。與PNI模塊連接的排針接口 Pl的I腳與單片機(jī)34腳PB13相連；與PNI模塊連接的排針接口 Pl的2腳與單片機(jī)35腳PB14相連；與PNI模塊連接的排針接口 Pl的3腳與單片機(jī)36腳PB15相連；與PNI模塊連接的排針接口 Pl的4腳與單片機(jī)33腳PB12相連；與PNI模塊連接的排針接口 Pl的5腳與單片機(jī)37腳PC6相連；與PNI模塊連接的排針接口 Pl的6腳與單片機(jī)39腳PC8相連；與PNI模塊連接的排針接口 Pl的7腳與地GND相連。與PNI模塊連接的排針接口 P2的5腳與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT輸出端的3.3V電壓相連；與PNI模塊連接的排針接口 P2的7腳與地GND相連；與PNI模塊連接的排針接口 P2的I腳、2腳、3腳、4腳和6腳懸空。4個貼片電容C6、C7、C8、C9并聯(lián)，分別一端和地GND相連，一端和電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT輸出端的3.3V電壓相連。貼片電阻R3的一端與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT輸出端的3.3V電壓相連，另一端與單片機(jī)46腳PA13連接。貼片電阻R4的一端與地GND相連，另一端與單片機(jī)49腳PA14連接。
[0018]J-LINK-SffD程序下載與調(diào)試接口 Jl的I腳與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT輸出端的3.3V電壓相連J-LINK-SWD程序下載與調(diào)試接口 Jl的2腳和單片機(jī)46腳PA13連接J-LINK-SWD程序下載與調(diào)試接口 Jl的3腳與單片機(jī)49腳PA14連接J-LINK-SWD程序下載與調(diào)試接口 Jl的4腳與單片機(jī)7腳RESET2連接J-LINK-SWD程序下載與調(diào)試接口Jl的5腳與地GND相連。
[0019]如圖4所示，SD卡存儲電路包括I個Micro SD卡槽U3，I個貼片電阻R8，I個貼片電容C15以及I個3V的紐扣電池底座BTl和I個3V紐扣電池。其中3V的紐扣電池底座BTl和3V紐扣電池在第二部分STM32單片機(jī)數(shù)據(jù)采集電路中已做說明。U3的I腳懸空；U3的2腳與單片機(jī)20腳SD CS連接；U3的3腳與單片機(jī)23腳SD MOSI連接；U3的4腳與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT輸出端的3.3V電壓相連；U3的5腳與單片機(jī)21腳SD CLK連接;U3的6腳與地GND連接；U3的7腳與單片機(jī)22腳SD MISO連接；U3的8腳懸空；U3的9腳與地GND連接；U3的10腳與貼片電阻R8 —端連接。貼片電容C15 —端與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT輸出端的3.3V電壓連接，另一端與地GND連接。貼片電阻R8 —端與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT輸出端的3.3V電壓連接，另一端與U3的10腳連接。
[0020]如圖5所示，RS-232數(shù)據(jù)串行通信電路包括I個由美信(MAXIM)公司專為RS-232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4 (MAX3232)，使用+3V至+5.5V單電源供電。4個貼片電容C16、C17、C18、C19。I個外部12V電源和串口 I的接插件底座P3。貼片電容C16一端與單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4的I腳連接，另一端與單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4的3腳連接；貼片電容C17 —端與單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4的4腳連接，另一端與單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4的5腳連接；貼片電容C18 —端與單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4的2腳連接，另一端與單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4的16腳連接；貼片電容C19 一端與單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4的6腳連接，另一端與單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4的15腳連接。單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4的16腳接電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT輸出端的3.3V電壓；單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4的15腳接地GND。夕卜部12V電源和串口 I的接插件底座P3的I接口與單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4的7腳連接；夕卜部12V電源和串口 I的接插件底座P3的2接口與單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4的8腳連接；外部12V電源和串口 I的接插件底座P3的3接口接地GND ;外部12V電源和串口 I的接插件底座P3的4接口懸空；外部12V電源和串口 I的接插件底座P3的5接口與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT輸出端的3.3V電壓連接；外部12V電源和串口 I的接插件底座P3的6接口接地GND。單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4的9腳與單片機(jī)43腳RXDl連接；單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4的10腳與單片機(jī)42腳TXDl連接。
[0021]基于PNI磁傳感器的數(shù)據(jù)采集電路的工作原理如下:電源供電電路主要負(fù)責(zé)為PNI磁傳感器、單片機(jī)數(shù)據(jù)采集電路、SD卡存儲電路和RS-232數(shù)據(jù)串行通信電路供應(yīng)電壓。單片機(jī)數(shù)據(jù)采集電路中的兩個排針接口用于接插PNI磁傳感器。在單片機(jī)數(shù)據(jù)采集電路中，STM32單片機(jī)通過SPI2總線與PNI磁傳感器連接，控制整個電路，實現(xiàn)磁場數(shù)據(jù)的接收。與此同時，單片機(jī)數(shù)據(jù)采集電路通過串口 I與RS-232數(shù)據(jù)串行通信電路實現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收。用戶可以在PC中通過串口調(diào)試助手或者上位機(jī)軟件觀察到磁場數(shù)據(jù)。除此以外，本數(shù)據(jù)采集電路中的SD卡存儲電路，通過SPIl總線與單片機(jī)數(shù)據(jù)采集電路中的STM32單片機(jī)連接，用于存儲經(jīng)過單片機(jī)處理過的PNI磁傳感器所檢測到的磁場數(shù)據(jù)。
[0022]本實用新型針對PNI磁傳感器和磁驅(qū)動芯片輸出的數(shù)字信號，根據(jù)單片機(jī)接受數(shù)據(jù)信號的特性，設(shè)計一種基于PNI磁傳感器的數(shù)據(jù)采集電路。隨著磁探測器在各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，該電路不僅將在地磁探測和地磁預(yù)警中起到作用，而且因為它的高敏感度，將在推測金屬物體的姿態(tài)變化領(lǐng)域起到重要作用。
【權(quán)利要求】
1.一種基于PNI磁傳感器的數(shù)據(jù)采集電路，包括電源供電電路、STM32單片機(jī)數(shù)據(jù)采集電路，SD卡存儲電路和RS-232數(shù)據(jù)串行通信電路，其特征在于: 電源供電電路包括電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul，采用AMS公司的電壓轉(zhuǎn)換芯片AMSl 117-3.3，三個鉭電容Cl、C3和C5，兩個貼片電容C2和C4，一個穩(wěn)壓二極管Dl，一個發(fā)光二極管LED-1，兩個貼片電阻Rl和R2，一個電感LI ;穩(wěn)壓二極管Dl正極與輸入電源VCC相連，穩(wěn)壓二極管Dl負(fù)極與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的3引腳IN相連；鉭電容Cl正極與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的3引腳IN相連，鉭電容Cl負(fù)極接地；貼片電容C2 —端與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的3引腳IN相連，另一端與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的I引腳GND相連；貼片電阻Rl —端與地相連，另一端與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的I引腳GND相連；電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT與4引腳OUT相連；電感LI 一端與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT相連，另一端與發(fā)光二極管LED-1的正極相連；二極管LED-1的負(fù)極與貼片電阻R2 —端相連；貼片電阻R2另一端與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的I引腳GND相連；鉭電容C3正極與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT相連，負(fù)極與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的I引腳GND相連；貼片電容C4 一端與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT相連，另一端與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的I引腳GND相連；鉭電容C5正極與發(fā)光二極管LED-1的正極相連，負(fù)極與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的I引腳GND相連； STM32單片機(jī)數(shù)據(jù)采集電路包括單片機(jī)控制電路及其外圍電路；單片機(jī)采用ST公司的STM32F103RCT6 ;其中外圍電路包括九個貼片電容C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13和C14，五個貼片電阻R3、R4、R5、R6和R7，兩個金屬殼晶振Xl和X2，一個發(fā)光二極管LED-2，一個3V的紐扣電池底座BTl，一個J-LINK-SWD程序下載與調(diào)試接口 Jl，兩個與PNI模塊連接的排針接口 Pl和P2 ;單片機(jī)6腳、13腳、19腳、32腳、48腳、64腳與電源供電電路輸出端即電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT輸出端的3.3V電壓相連；單片機(jī)12腳、18腳、31腳、47腳、63腳與地GND相連；金屬殼晶振Xl兩端分別與單片機(jī)5腳和6腳相連；起振的貼片電容ClO和Cll 一端分別與單片機(jī)5腳和6腳相連，另一端與地GND相連；金屬殼晶振X2兩端分別與單片機(jī)3腳和4腳相連；起振的貼片電容C13和C14 一端分別與單片機(jī)3腳和4腳相連，另一端與地GND相連；貼片電阻R6 —端與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT輸出端的3.3V電壓相連，另一端與單片機(jī)7腳相連；貼片電阻R7 —端與地GND相連，另一端與單片機(jī)60腳相連；貼片電容C12 —端與地GND相連，另一端與單片機(jī)7腳相連；3V的紐扣電池底座BTl正極與單片機(jī)I腳相連，負(fù)極與地GND相連；貼片電容R5 —端與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT輸出端的3.3V電壓相連，另一端與發(fā)光二極管LED-2正極相連；發(fā)光二極管LED-2負(fù)極與單片機(jī)59腳相連^PNI模塊連接的排針接口 Pl的I腳與單片機(jī)34腳PB13相連；與PNI模塊連接的排針接口 Pl的2腳與單片機(jī)35腳PB14相連；與PNI模塊連接的排針接口Pl的3腳與單片機(jī)36腳PB15相連；與PNI模塊連接的排針接口 Pl的4腳與單片機(jī)33腳PB12相連；與PNI模塊連接的排針接口 Pl的5腳與單片機(jī)37腳PC6相連；與PNI模塊連接的排針接口 Pl的6腳與單片機(jī)39腳PC8相連；與PNI模塊連接的排針接口 Pl的7腳與地GND相連；與PNI模塊連接的排針接口 P2的5腳與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT輸出端的3.3V電壓相連；與PNI模塊連接的排針接口 P2的7腳與地GND相連；與PNI模塊連接的排針接口 P2的I腳、2腳、3腳、4腳和6腳懸空；四個貼片電容C6、C7、C8、C9并聯(lián)，分別一端和地GND相連，一端和電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT輸出端的3.3V電壓相連；貼片電阻R3的一端與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT輸出端的3.3V電壓相連，另一端與單片機(jī)46腳PA13連接；貼片電阻R4的一端與地GND相連，另一端與單片機(jī)49腳PA14連接J-LINK-SWD程序下載與調(diào)試接口 Jl的I腳與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT輸出端的3.3V電壓相連；J-LINK-SffD程序下載與調(diào)試接口 Jl的2腳和單片機(jī)46腳PA13連接J-LINK-SWD程序下載與調(diào)試接口 Jl的3腳與單片機(jī)49腳PA14連接J-LINK-SWD程序下載與調(diào)試接口 Jl的4腳與單片機(jī)7腳RESET2連接J-LINK-SWD程序下載與調(diào)試接口 Jl的5腳與地GND相連； SD卡存儲電路包括一個Micro SD卡槽U3，一個貼片電阻R8，一個貼片電容C15以及一個3V的紐扣電池底座BTl和一個3V紐扣電池；卡槽U3的I腳懸空；卡槽U3的2腳與單片機(jī)20腳SD CS連接；卡槽U3的3腳與單片機(jī)23腳SD MOSI連接；卡槽U3的4腳與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT輸出端的3.3V電壓相連；卡槽U3的5腳與單片機(jī)21腳SD CLK連接；卡槽U3的6腳與地GND連接；卡槽U3的7腳與單片機(jī)22腳SD MISO連接；卡槽U3的8腳懸空；卡槽U3的9腳與地GND連接；卡槽U3的10腳與貼片電阻R8 —端連接；貼片電容C15 —端與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT輸出端的3.3V電壓連接，另一端與地GND連接；貼片電阻R8 —端與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT輸出端的3.3V電壓連接，另一端與U3的10腳連接； RS-232數(shù)據(jù)串行通信電路包括一個由美信公司專為RS-232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4，使用+3V至+5.5V單電源供電；四個貼片電容C16、C17、C18、C19 ;一個外部12V電源和串口的接插件底座P3 ;貼片電容C16 —端與單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4的I腳連接，另一端與單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4的3腳連接；貼片電容C17 —端與單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4的4腳連接，另一端與單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4的5腳連接；貼片電容C18 —端與單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4的2腳連接，另一端與單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4的16腳連接；貼片電容C19 一端與單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4的6腳連接，另一端與單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4的15腳連接；單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4的16腳接電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT輸出端的3.3V電壓；單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4的15腳接地GND ;外部12V電源和串口的接插件底座P3的I接口與單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4的7腳連接；外部12V電源和串口的接插件底座P3的2接口與單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4的8腳連接；外部12V電源和串口的接插件底座P3的3接口接地GND ;外部12V電源和串口的接插件底座P3的4接口懸空；外部12V電源和串口的接插件底座P3的5接口與電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的2引腳OUT輸出端的3.3V電壓連接；外部12V電源和串口的接插件底座P3的6接口接地GND ;單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4的9腳與單片機(jī)43腳RXDl連接；單電源電平轉(zhuǎn)換芯片U4的10腳與單片機(jī)42腳TXDl連接。
【文檔編號】G05B19/042GK204229162SQ201420653526
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月4日
【發(fā)明者】章雪挺, 張 林, 翁大平 申請人:杭州電子科技大學(xué)