專利名稱：一種電子指南針的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電子指南針。
背景技術(shù)：
老式指南針(羅盤)是中國古代的四大實(shí)用新型之一，其可通過磁鐵，利用地磁場來確定北極方向，自古以來得到廣泛應(yīng)用，但老式指南針雖然結(jié)構(gòu)簡單，且通常為獨(dú)立單元，需要占用一定體積空間，攜帶不便。而隨著數(shù)字時(shí)代的到來，各種便攜式數(shù)碼產(chǎn)品層出不窮，但縱觀其所有，均未能實(shí)現(xiàn)指南針的功能。因此，亟需提供一種電子指南針，以將指南針功能嵌入至便攜式數(shù)碼產(chǎn)品中，從而使得便攜式數(shù)碼產(chǎn)品可具有指南針功能。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供一種電子指南針，包括磁場傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及處理芯片，磁場傳感器包括磁場感應(yīng)單元，磁場感應(yīng)單元與模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器與處理芯片中的第一組通用輸入輸出端口連接，磁場感應(yīng)單元與當(dāng)前環(huán)境的地磁場發(fā)生感應(yīng)，產(chǎn)生與地磁場對應(yīng)的方向電壓信號(hào)，模數(shù)轉(zhuǎn)換器將方向電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，處理芯片從第一組通用輸入輸出端口獲取數(shù)字信號(hào)，根據(jù)數(shù)字信號(hào)獲取電子指南針?biāo)诘姆轿唤恰Ｆ渲?，方向電壓信?hào)包括X軸方向電壓信號(hào)和Y軸方向電壓信號(hào)，數(shù)字信號(hào)包括X 軸數(shù)字信號(hào)和Y軸數(shù)字信號(hào)。其中，電子指南針進(jìn)一步包括放大電路，放大電路的輸入端連接磁場感應(yīng)單元，放大電路的輸出端連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器，放大電路放大方向電壓信號(hào)。其中，磁場傳感器進(jìn)一步包括補(bǔ)償線圈，處理芯片進(jìn)一步包括第二組通用輸入輸出端口，補(bǔ)償線圈與第二組通用輸入輸出端口連接，補(bǔ)償線圈產(chǎn)生補(bǔ)償電壓信號(hào)，處理芯片從第二組通用輸入輸出端口獲取補(bǔ)償電壓信號(hào)以調(diào)整方位角。其中，補(bǔ)償線圈與第二組通用輸入輸出端口之間進(jìn)一步設(shè)置有補(bǔ)償線圈驅(qū)動(dòng)電路，將補(bǔ)償電壓信號(hào)放大至第二組通用輸入輸出端口足以檢測到的信號(hào)級(jí)別。其中，磁場傳感器進(jìn)一步包括翻轉(zhuǎn)線圈，處理芯片進(jìn)一步包括第三組通用輸入輸出端口，翻轉(zhuǎn)線圈與第三組通用輸入輸出端口連接，翻轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)電壓信號(hào)，處理芯片從第三組通用輸入輸出端口獲取翻轉(zhuǎn)電壓信號(hào)以調(diào)整方位角。其中，翻轉(zhuǎn)線圈與第三組通用輸入輸出端口之間進(jìn)一步設(shè)置有翻轉(zhuǎn)線圈驅(qū)動(dòng)電路，將翻轉(zhuǎn)電壓信號(hào)放大至第三組通用輸入輸出端口足以檢測到的信號(hào)級(jí)別。其中，電子指南針進(jìn)一步包括顯示裝置，顯示裝置用于顯示方位角。其中，處理芯片進(jìn)一步包括外接端口，處理芯片通過外接端口和外接設(shè)備進(jìn)行通信，以傳輸方位角。CN 202141458 U
說明書
2/3頁 因此，本實(shí)用新型提供了一種電子指南針，可將指南針功能嵌入至便攜式數(shù)碼產(chǎn)品中，從而使得便攜式數(shù)碼產(chǎn)品可具有指南針功能。

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的電子指南針的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
請參見圖1，圖1是根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的電子指南針的電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的電子指南針包括磁場傳感器101、模數(shù)轉(zhuǎn)換器102以及處理芯片103，其中，磁場傳感器101包括磁場感應(yīng)單元1011，磁場感應(yīng)單元1011與模數(shù)轉(zhuǎn)換器102連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器102與處理芯片103中的第一組通用輸入輸出端口 1031連接，磁場感應(yīng)單元1011與當(dāng)前環(huán)境的地磁場發(fā)生感應(yīng)，產(chǎn)生與地磁場對應(yīng)的方向電壓信號(hào)，模數(shù)轉(zhuǎn)換器102將方向電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，處理芯片103從第一組通用輸入輸出端口 1031獲取數(shù)字信號(hào)，根據(jù)數(shù)字信號(hào)獲取電子指南針?biāo)诘姆轿唤?。其中，磁場傳感?01可優(yōu)選為Philips公司研發(fā)的KMZ52 二維磁場傳感器。模數(shù)轉(zhuǎn)換器102優(yōu)選為具有8位數(shù)據(jù)處理功能的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，如AD9483。處理芯片103為各種具有數(shù)據(jù)處理功能且具有多個(gè)通用輸入輸出端口的芯片，舉例而言，其可為ATMEL公司研發(fā)的AVR系列芯片，Intel公司研發(fā)的MCS-51系列芯片等。在優(yōu)選實(shí)施例中，本實(shí)用新型的電子指南針可測量二維磁場，具體而言，磁場感應(yīng)單元1011產(chǎn)生的方向電壓信號(hào)包括X軸方向電壓信號(hào)和Y軸方向電壓信號(hào)，數(shù)字信號(hào)包括 X軸數(shù)字信號(hào)和Y軸數(shù)字信號(hào)，下面以HeX代表X軸數(shù)字信號(hào)，以HeY代表Y軸數(shù)字信號(hào)，因此，處理芯片103可根據(jù)以下公式獲取方位角α α = arctan (HeY/HeX)(1)通常來說，公式(1)可以單片機(jī)控制碼方式嵌入至處理芯片103內(nèi)，處理芯片103 在獲取HeX和HeY后，將HeX和HeY輸入至公式(1)，觸發(fā)運(yùn)行公式(1)所對應(yīng)的單片機(jī)控制碼，以獲取方位角。而在其他實(shí)施例中，也可在處理芯片103上擴(kuò)展專用的方位角處理芯片103，而方位角處理芯片103具體可利用多個(gè)門電路(如與、或、非等門電路)組合實(shí)現(xiàn)。因此，可利用HeX和HeY以測量二維磁場，但，在本實(shí)用新型的其他實(shí)施例中，也可利用磁場感應(yīng)單元1011感應(yīng)出兩個(gè)或兩個(gè)以上的不同軸的方向電壓信號(hào)，并根據(jù)本領(lǐng)域常用的其他方位角計(jì)算公式計(jì)算方位角，而本實(shí)用新型于此不作贅述。請進(jìn)一步參見圖1，在特定情況下，磁場感應(yīng)單元1011感應(yīng)出的方向電壓信號(hào)較為微弱，需要作出信號(hào)放大處理，因此，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，電子指南針可進(jìn)一步包括放大電路104，放大電路104的輸入端1041連接磁場感應(yīng)單元1011，放大電路104的輸出端1042連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器102，放大電路104可用于放大方向電壓信號(hào)。并且，由于環(huán)境溫度可能會(huì)影響系統(tǒng)精度，而在高精度要求的系統(tǒng)中，可以通過設(shè)置補(bǔ)償線圈1012以對測量精度進(jìn)行補(bǔ)償。因此，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，磁場傳感器101 進(jìn)一步包括補(bǔ)償線圈1012，處理芯片103進(jìn)一步包括第二組通用輸入輸出端口 1032，補(bǔ)償線圈1012與第二組通用輸入輸出端口 1032連接，補(bǔ)償線圈1012產(chǎn)生補(bǔ)償電壓信號(hào)，處理
4芯片103從第二組通用輸入輸出端口 1032獲取補(bǔ)償電壓信號(hào)以調(diào)整方位角。同樣地，在特定情況下，補(bǔ)償線圈1012產(chǎn)生的補(bǔ)償電壓信號(hào)可能會(huì)較為微弱，因此，補(bǔ)償線圈1012與處理芯片103的第二組通用輸入輸出端口 1032之間進(jìn)一步設(shè)置有補(bǔ)償線圈驅(qū)動(dòng)電路105，以將補(bǔ)償電壓信號(hào)放大至第二組通用輸入輸出端口 1032足以檢測到的信號(hào)級(jí)別。另外，由于電子指南針有時(shí)會(huì)發(fā)生翻轉(zhuǎn)、傾側(cè)等動(dòng)作，而這些動(dòng)作也會(huì)影響測量到的方位角的精度，因此，需要設(shè)置翻轉(zhuǎn)線圈1013以補(bǔ)償上述動(dòng)作所產(chǎn)生的誤差。請進(jìn)一步參見圖1，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，磁場傳感器101進(jìn)一步包括翻轉(zhuǎn)線圈1013，處理芯片 103進(jìn)一步包括第三組通用輸入輸出端口 1033，翻轉(zhuǎn)線圈1013與第三組通用輸入輸出端口 1033連接，翻轉(zhuǎn)線圈1013產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)電壓信號(hào)，處理芯片103從第三組通用輸入輸出端口 1033獲取翻轉(zhuǎn)電壓信號(hào)以調(diào)整方位角。同理，在特定情況下，翻轉(zhuǎn)線圈1013產(chǎn)生的翻轉(zhuǎn)電壓信號(hào)可能會(huì)較為微弱，因此，翻轉(zhuǎn)線圈1013與處理芯片103的第三組通用輸入輸出端口 1033之間進(jìn)一步設(shè)置有翻轉(zhuǎn)線圈驅(qū)動(dòng)電路106，將翻轉(zhuǎn)電壓信號(hào)放大至第三組通用輸入輸出端口 1033足以檢測到的信號(hào)級(jí)別。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，電子指南針進(jìn)一步包括顯示裝置，顯示裝置用于顯示方位角，其中，該顯示裝置可為CRT (Cathode Ray Tube，陰極射線管)顯示屏，LCD (Liquid Crystal Display,液晶 示) 示屏。另外，處理芯片103進(jìn)一步包括外接端口，處理芯片103通過外接端口和外接設(shè)備進(jìn)行通信，以傳輸方位角至其他系統(tǒng)中，其中，外接接口可為串行接口、并行接口、藍(lán)牙或網(wǎng)絡(luò)接口等各種常用外接接口。因此，通過以上介紹可知，本實(shí)用新型所揭示的電子指南針可將指南針功能嵌入至便攜式數(shù)碼產(chǎn)品中，從而使得便攜式數(shù)碼產(chǎn)品可具有指南針功能。以上僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種電子指南針，其特征在于，所述電子指南針包括磁場傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及處理芯片，所述磁場傳感器包括磁場感應(yīng)單元，所述磁場感應(yīng)單元與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器與所述處理芯片中的第一組通用輸入輸出端口連接，所述磁場感應(yīng)單元與當(dāng)前環(huán)境的地磁場發(fā)生感應(yīng)，產(chǎn)生與所述地磁場對應(yīng)的方向電壓信號(hào)，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器將所述方向電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，所述處理芯片從所述第一組通用輸入輸出端口獲取所述數(shù)字信號(hào)，根據(jù)所述數(shù)字信號(hào)獲取所述電子指南針?biāo)诘姆轿唤恰?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子指南針，其特征在于，所述方向電壓信號(hào)包括X軸方向電壓信號(hào)和Y軸方向電壓信號(hào)，所述數(shù)字信號(hào)包括X軸數(shù)字信號(hào)和Y軸數(shù)字信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子指南針，其特征在于，所述電子指南針進(jìn)一步包括放大電路，所述放大電路的輸入端連接所述磁場感應(yīng)單元，所述放大電路的輸出端連接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述放大電路放大所述方向電壓信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子指南針，其特征在于，所述磁場傳感器進(jìn)一步包括補(bǔ)償線圈，所述處理芯片進(jìn)一步包括第二組通用輸入輸出端口，所述補(bǔ)償線圈與所述第二組通用輸入輸出端口連接，所述補(bǔ)償線圈產(chǎn)生補(bǔ)償電壓信號(hào)，所述處理芯片從所述第二組通用輸入輸出端口獲取所述補(bǔ)償電壓信號(hào)以調(diào)整所述方位角。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子指南針，其特征在于，所述補(bǔ)償線圈與所述第二組通用輸入輸出端口之間進(jìn)一步設(shè)置有補(bǔ)償線圈驅(qū)動(dòng)電路，將所述補(bǔ)償電壓信號(hào)放大至所述第二組通用輸入輸出端口足以檢測到的信號(hào)級(jí)別。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子指南針，其特征在于，所述磁場傳感器進(jìn)一步包括翻轉(zhuǎn)線圈，所述處理芯片進(jìn)一步包括第三組通用輸入輸出端口，所述翻轉(zhuǎn)線圈與所述第三組通用輸入輸出端口連接，所述翻轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)電壓信號(hào)，所述處理芯片從所述第三組通用輸入輸出端口獲取所述翻轉(zhuǎn)電壓信號(hào)以調(diào)整所述方位角。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子指南針，其特征在于，所述翻轉(zhuǎn)線圈與所述第三組通用輸入輸出端口之間進(jìn)一步設(shè)置有翻轉(zhuǎn)線圈驅(qū)動(dòng)電路，將所述翻轉(zhuǎn)電壓信號(hào)放大至所述第三組通用輸入輸出端口足以檢測到的信號(hào)級(jí)別。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子指南針，其特征在于，所述電子指南針進(jìn)一步包括顯示裝置，所述顯示裝置用于顯示所述方位角。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子指南針，其特征在于，所述處理芯片進(jìn)一步包括外接端口，所述處理芯片通過所述外接端口和外接設(shè)備進(jìn)行通信，以傳輸所述方位角。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電子指南針，包括磁場傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及處理芯片，磁場傳感器包括磁場感應(yīng)單元，所述磁場感應(yīng)單元與模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器與處理芯片中的第一組通用輸入輸出端口連接，磁場傳感器包括磁場感應(yīng)單元，磁場感應(yīng)單元與當(dāng)前環(huán)境的地磁場發(fā)生感應(yīng)，產(chǎn)生與地磁場對應(yīng)的方向電壓信號(hào)，模數(shù)轉(zhuǎn)換器將方向電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，處理芯片從第一組通用輸入輸出端口獲取數(shù)字信號(hào)，根據(jù)數(shù)字信號(hào)獲取電子指南針?biāo)诘姆轿唤?。通過以上方式，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案可將指南針功能嵌入至便攜式數(shù)碼產(chǎn)品中，從而使得便攜式數(shù)碼產(chǎn)品可擴(kuò)展有指南針功能。
文檔編號(hào)G01C17/30GK202141458SQ20112016143
公開日2012年2月8日 申請日期2011年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月19日
發(fā)明者滕杰 申請人:惠州Tcl移動(dòng)通信有限公司