2.2 三轴磁传感器模块化设计三轴系统能完整接收目标的磁感应强度矢量,信号完整、信息量充分。本文基于 PNI专
用 IC设计一款三轴磁传感器模块。
一、采用 PNI磁敏传感器 SEN-L
SEN-L磁敏传感器具有较高灵敏度、量程宽、线性度好等优点,因是无源敏感器件,还降低系统电路功耗。另外,其响应时间快,有较好的抗干扰能力,受温度影响也较小,基于本设计的应用对象、应用环境以及成本的考虑,选择 SEN-L作磁探头。
二、采用专用 IC 11096 实现三轴数据采集
PNI 11096系列是在 PNI公司的磁通传感器的基础上研制出的一种低磁测量应用专项集
成电路,可以控制和测量 3个分立的磁通传感器。每个传感器都会在其相应平行的磁场内感应磁场变化。PNI 11096含括了信号调理电路、采样、A/D转换电路等;具有完备的三轴磁式感应控制器;其抽样率高,每秒达到 2000个样品。本系统通过全数字 SPI总线接口进行数据传输。子模块电路如图 3所示。
在设计中,采用 3VDC供电,Rb取 43 Ω电阻,0.1 uF电容作用是稳定供电源,100K电阻为下拉电阻。PNI 11096在 MSP430F169(MCU)控制下通过 SPI完成采样数据的传输,在 MCU中完成数据的数字化的信号处理、优化打包、存储以及节点 SPI通信控制等。 PNI与 MCU的 SPI0内置模块引脚连接。 3 CAN系统节点软件设计
节点模块中 MSP430F169单片机在数据处理、优化存储之外,还承担着执行 CAN传输协议、控制数据的打包、收发、检错、剔除奇异值等任务,其与 CAN总线协议相关的主流程如图 4所示。
CAN协议支持的是 8个字节的短帧结构。在实际的传输过程中对报文的打包和解包是一个关键问题。本协议构建了两个 FIFO缓冲区用于 CAN总线数据的读缓冲区和写缓冲区。