1.2磁阻傳感器工作原理
HMC的輸出電壓為磁場(chǎng)強(qiáng)度為0時(shí)傳感器的輸出。所以當(dāng)U0為0時(shí)，Uout正比于磁場(chǎng)強(qiáng)度B。如圖4，假設(shè)機(jī)器人處于水平面上，X為機(jī)器人行進(jìn)方向，Y為水平面上垂直X的方向向右（即X順時(shí)針轉(zhuǎn)90），地里北極方向和地磁北極方向如圖所示。H為地磁場(chǎng)，Hx、Hy分別是H在X、Y方向的水平分量，β為機(jī)器人行進(jìn)方向和地磁北極方向的夾角，γ為地磁北極和地理北極方向的夾角，K就是機(jī)器人行進(jìn)方向與地理北極方向之間的夾角，也就是我們最終要求的角度。（此處的β、γ、K都是由前者出發(fā)順時(shí)針到達(dá)后者的角度）由圖可明顯看出，K=β-γ。而在地球上不同方位的γ可查表得出，所以關(guān)鍵就是求得。由磁阻傳感器可以得出Hx、Hy，（此處忽略了機(jī)器人在Z軸方向的傾斜，所以二維傳感器就夠用了），。
圖4
1.3磁阻傳感器信號(hào)采集模塊電路設(shè)計(jì)
從HMC1022輸出的電壓信號(hào)非常微弱，我的測(cè)試是0到3mv（具體每個(gè)芯片的輸出不是完全一致）,需要經(jīng)過(guò)放大器的放大，放大器選用的是AN622,放大倍數(shù)選定為600倍，這種放大器可以加上一個(gè)2.5v的偏置電壓，所以輸出到A/D的電壓為2.5v+（0～3mv）*600,兩路采集到的電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)放大后連接到ADC0832。ADC0832是個(gè)兩通道8位精度的逐次逼近式模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，通過(guò)一個(gè)串行的I/O口DI輸入一個(gè)MUXADDRESS序列，來(lái)配置A/D成差分方式并選擇哪一路通道的信號(hào)。2051通過(guò)一路I/O來(lái)串行讀入轉(zhuǎn)換后的數(shù)值。
用max662a作為RST/SET部分的恒壓源，電路的工作原理及流程如下：
1.由2051的14端（P1.7）輸出高電平，SR電路set功能選通
2.通過(guò)2051P1各相應(yīng)端子控制ADC0832，完成一次A/D轉(zhuǎn)換，記下此次讀入的電壓值Vset。
3.2051的P1.7輸出低電平，SR電路reset功能選通
4.通過(guò)2051P1各相應(yīng)端子控制AD0832，完成一次A/D轉(zhuǎn)換，記下此次讀入的電壓值Vrst
5.求出1022的輸出偏置電壓V0=（Vset+Vrst）/2。
6.通過(guò)2051控制AD0832完成A/D轉(zhuǎn)換，將每一次讀入的值Vrst減去V0就得到計(jì)算需要用的電壓Vread=Vrst-V0;（包括兩個(gè)軸方向的電壓Vready、Vreadx）
7.求得
8.K=β-γ,goto6
經(jīng)過(guò)2051處理后得出的數(shù)值，在時(shí)鐘的配合下用一個(gè)I/O口模擬PWM輸出，傳給C52單片機(jī)。
2、結(jié)束語(yǔ)
整個(gè)電路設(shè)計(jì)作為機(jī)器人玩具的可加載模塊，在實(shí)際使用中的效果很好，對(duì)方向的分辯率完全滿足在5度以內(nèi)，從性價(jià)比來(lái)看，這種電路設(shè)計(jì)是比較成功的設(shè)計(jì)。 ??
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