V。升壓模塊電路4使用B0512S芯片，輸入5V電壓，輸出12V電壓。B0512S芯片共4個(gè)引腳，I號引腳Vin通過4.7uF的保護(hù)電容C5接地，2號引腳接地，3號引腳和4號引腳輸出的正負(fù)極之間并聯(lián)電容C6，一般情況下，3號引腳為負(fù)極，直接置位成價(jià)。4號引腳輸出12V電壓。
[0020]如圖1、圖2和圖7所示，勵(lì)產(chǎn)生電路5的模塊采用BTN7971芯片，BTN7971芯片的8號引腳通過保護(hù)電容C7與巨磁阻芯片模塊電路的相互垂直雙磁敏感軸HMC1002芯片的16號引腳連接，BTN7971芯片的7號引腳與升壓模塊電路4的B0512S芯片4號引腳連接，BTN7971芯片的3號引腳與穩(wěn)壓模塊電路2的AMS1117CS-5.0芯片7號引腳連接，BTN7971芯片的2號引腳通過分壓電阻R6與單片機(jī)最小系統(tǒng)電路3的STC51單片機(jī)的8號引腳連接，BTN7971芯片的I號引腳接地;BTN7971芯片的2號引腳接輸入信號。BTN7971芯片是完全集成的大電流半橋驅(qū)動芯片，可以通過改變接入信號和匹配電容的值改變輸入方波或正弦波信號的頻率及幅值，從而輸出新的信號。本發(fā)明的輸入信號為STC51單片機(jī)產(chǎn)生的PWM波，PffM波通過2.2K分壓保護(hù)電阻R6接入BTN7971芯片的2號引腳IN3TN7971芯片的5號引腳通過電阻R4調(diào)節(jié)輸出信號和輸入信號的關(guān)系;BTN7971芯片的6號引腳通過分壓電阻R3設(shè)計(jì)電流檢測和診斷;BTN7971芯片的7號引腳為12V驅(qū)動電壓引腳。
[0021]如圖1、圖2和圖8所示，巨磁阻芯片模塊電路6的巨磁阻芯片部分是核心部分，用于感應(yīng)磁場。本發(fā)明選用的是HMC1002和HMC1001兩種芯片，HMC1002芯片具有相互垂直的雙磁敏感軸，HMC1001為單磁敏感軸。這兩種型號的芯片工作原理類似。都需要有激勵(lì)信號。HMC1002共20個(gè)引腳，共4個(gè)接地引腳。4號引腳和11號引腳為兩個(gè)磁敏感軸的供電引腳;2號和5號引腳為磁敏感軸A的輸出正負(fù)極，9號和12號引腳為磁敏感軸B的輸出正負(fù)極，這四個(gè)輸出引腳分別接到單片機(jī)的模擬輸入1/0，即21號至24號引腳即可。16號引腳就是磁敏感軸A的激勵(lì)信號的正極，BTN7971的輸出信號接入該引腳后，由20號引腳輸出，接進(jìn)14號磁敏感軸B的激勵(lì)信號的正極。這樣就實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)敏感軸由同一個(gè)激勵(lì)信號驅(qū)動。7號輸出引腳將激勵(lì)信號輸出，由于HMC1002和HMC1001芯片同時(shí)工作，因此，激勵(lì)信號輸出后，要接入HMC1001芯片的激勵(lì)引腳I號。HMC1002的其他引腳空置。HMC1001共8個(gè)引腳:I號為激勵(lì)輸入，5和8號引腳為信號輸出，接入單片機(jī)的模擬輸入25和26號兩個(gè)引腳。7號引腳為電源供電接口，接5V電源。4號接地引腳和3號激勵(lì)輸出引腳同時(shí)接地。其他引腳空置。這樣就保證了 HMC1002和HMC1001同時(shí)工作，實(shí)現(xiàn)了磁場中某一點(diǎn)三個(gè)相互垂直方向的磁場測量。
[0022]如圖1和圖2所示，單片機(jī)最小系統(tǒng)電路3采用STC51單片機(jī)將巨磁阻芯片模塊電路6的巨磁阻芯片信號進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，并通過編譯好的程序處理數(shù)據(jù)后，把實(shí)際的磁場值顯示出來。單片機(jī)最小系統(tǒng)電路3的顯示器是串口 SPI的51單片機(jī)可用的成品模塊，共九個(gè)引腳，除了電源及接地外，其他直接接到單片機(jī)的普通I/O即可。
[0023]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實(shí)施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明，對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于巨磁阻效應(yīng)芯片的三軸磁場強(qiáng)度計(jì)，其特征是，它包括電源端口電路、穩(wěn)壓模塊電路、升壓模塊電路、激勵(lì)產(chǎn)生電路、巨磁阻芯片模塊電路、單片機(jī)最小系統(tǒng)電路，所述的電源端口電路與穩(wěn)壓模塊電路電連接，所述的穩(wěn)壓模塊電路分別與升壓模塊電路、巨磁阻芯片模塊電路電連接，所述的升壓模塊電路與激勵(lì)產(chǎn)生電路電連接，所述的激勵(lì)產(chǎn)生電路分別與巨磁阻芯片模塊電路、單片機(jī)最小系統(tǒng)電路電連接，所述的巨磁阻芯片模塊電路與單片機(jī)最小系統(tǒng)電路電連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于巨磁阻效應(yīng)芯片的三軸磁場強(qiáng)度計(jì)，其特征是，所述電源端口電路的輸入端連接外部5V電壓，其輸出端正極與地之間串聯(lián)二極管DI和電容C4。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于巨磁阻效應(yīng)芯片的三軸磁場強(qiáng)度計(jì)，其特征是，所述穩(wěn)壓模塊電路采用AMS1117CS-5.0芯片。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于巨磁阻效應(yīng)芯片的三軸磁場強(qiáng)度計(jì)，其特征是，所述升壓模塊采用B0512S芯片。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于巨磁阻效應(yīng)芯片的三軸磁場強(qiáng)度計(jì)，其特征是，所述勵(lì)產(chǎn)生電路的模塊采用BTN7971芯片，BTN7971芯片的8號引腳通過保護(hù)電容C7與巨磁阻芯片模塊電路的相互垂直雙磁敏感軸HMC1002芯片的16號引腳連接，BTN7971芯片的7號引腳與升壓模塊電路4的B0512S芯片4號引腳連接，BTN7971芯片的3號引腳與穩(wěn)壓模塊電路2的AMS1117CS-5.0芯片7號引腳連接，BTN7971芯片的2號引腳通過分壓電阻R6與單片機(jī)最小系統(tǒng)電路3的STC51單片機(jī)的8號引腳連接，BTN7971芯片的I號引腳接地;BTN7971芯片的2號引腳接輸入信號。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于巨磁阻效應(yīng)芯片的三軸磁場強(qiáng)度計(jì)，其特征是，所述巨磁阻芯片模塊電路包括具有相互垂直的雙磁敏感軸芯片HMC1002和單磁敏感軸芯片HMC1001，相互垂直雙磁敏感軸芯片HMC1002的2、5、9、12號引腳分別與單片機(jī)最小系統(tǒng)電路的STC51單片機(jī)21、22、23、24號引腳連接，相互垂直雙磁敏感軸芯片腿(:1002的2號引腳和5號引腳為磁敏感軸A的輸出正負(fù)極，相互垂直雙磁敏感軸芯片HMC1002的9號和12號引腳為磁敏感軸B的輸出正負(fù)極，相互垂直雙磁敏感軸芯片HMC1002的4號引腳和11號引腳為供電引腳;相互垂直雙磁敏感軸芯片HMC1002的7號引腳與單磁敏感軸芯片HMC1001的I號引腳連接，單磁敏感軸芯片HMC1001的5、8號引腳分別與單片機(jī)最小系統(tǒng)電路的STC51單片機(jī)26、25號引腳連接。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于巨磁阻效應(yīng)芯片的三軸磁場強(qiáng)度計(jì)，其特征是，所述單片機(jī)最小系統(tǒng)電路采用STC51單片機(jī)，STC51單片機(jī)的18和19號引腳分別與晶振Yl的一端連接，并通過電容Cl和電容C2接地，STC51單片機(jī)的9號引腳連接的電解電容C3與復(fù)位按鈕SI并聯(lián)，STC51單片機(jī)的9號引腳連接分壓電阻Rl與地連接，STC51單片機(jī)的31號引腳和40號弓I腳接5V電源，20號引腳GND接地。
【專利摘要】本發(fā)明是一種基于巨磁阻效應(yīng)芯片的三軸磁場強(qiáng)度計(jì)，其特點(diǎn)是，包括：電源端口電路、穩(wěn)壓模塊電路、升壓模塊電路、激勵(lì)產(chǎn)生電路、巨磁阻芯片模塊電路、單片機(jī)最小系統(tǒng)電路，所述的電源端口電路與穩(wěn)壓模塊電路電連接，所述的穩(wěn)壓模塊電路分別與升壓模塊電路、巨磁阻芯片模塊電路電連接，所述的升壓模塊電路與激勵(lì)產(chǎn)生電路電連接，所述的激勵(lì)產(chǎn)生電路分別與巨磁阻芯片模塊電路、單片機(jī)最小系統(tǒng)電路電連接，所述的巨磁阻芯片模塊電路與單片機(jī)最小系統(tǒng)電路電連接。具有結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性好，反應(yīng)迅速，造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)，能夠較好的實(shí)現(xiàn)磁場中某點(diǎn)的三方向磁場值測量。
【IPC分類】G01R33/09
【公開號】CN105487026
【申請?zhí)枴緾N201610051496
【發(fā)明人】張日, 郭強(qiáng), 路翎, 屈成忠, 唐曉成, 張逢春, 李晶, 張桐
【申請人】東北電力大學(xué)
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2016年1月26日