一種mems慣性測量組合測量電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種MEMS慣性測量組合測量電路，適用于導航系統。
【背景技術】
[0002]MEMS慣性技術廣泛應用在工業、醫療、通訊、汽車、無人機等各種市場，現有國外的MEMS陀螺儀的精度大致在l°/h?50°/s范圍內，MEMS加速度計精度大致在1mg?0.0lmg范圍內，啟動時間在0.1?1s范圍內。國內MEMS慣性技術發展相對滯后，精度相對國外產品還有較大差距，陀螺儀精度勉強達到10° /h，且存在體積較大，指標衡量標準與國外不一致等問題。由于MEMS元件相對于其他類型慣性元件的精度還比較低，所以由MEMS元件構成地慣性測量組合的精度較低。國內多家單位均從事MEMS慣性測量組合元件和系統的研制，但經過了解，設計同時兼顧(陀螺儀和加速度計)精度、啟動時間、體積三項主要技術指標的產品比較困難。其主要原因是具備快速啟動和較高精度慣性元件選型困難，為此，在經過廣泛的市場調研基礎上，選擇ADI公司的集成傳感器ADIS16448，配合外圍數據采集、處理電路，研制出了一種同時具備較高精度、快速啟動且體積小MEMS慣性測量組合裝置。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種較高精度、快速啟動、體積小的一種MEMS慣性測量組合測量電路。
[0004]本實用新型的目的是這樣實現的:一種MEMS慣性測量組合測量電路，其特征是:至少包括:嵌入式微處理器、傳感器組合、信號隔離驅動模塊和CAN總線接口模塊，嵌入式微處理器與傳感器組合通過SPI接口電連接，嵌入式微處理器通過信號隔離驅動模塊與CAN總線接口模塊電連接。
[0005]所述的嵌入式微處理器是32位嵌入式微處理器STM32F103CBT6，傳感器組合是AD公司ADIS16448 MEMS集成傳感器，32位嵌入式微處理器STM32F103CBT6的PA4和PA5分別與ADIS16448 MEMS集成傳感器的CS和SCLK端電連接，32位嵌入式微處理器STM32F103CBT6的PA6、PA7和PBO分別與ADIS16448 MEMS集成傳感器的D0UT、DIN、RST端電連接。
[0006]所述的信號隔離驅動模塊是兩路光耦隔離器件HCPL-0661; 32位嵌入式微處理器5丁]\02?10308了6的？412口、？411口分別與!《^1^-0661的041^^0和0411?0 口電連接。
[0007]所述的CAN總線接口模塊是驅動芯片TJA1050T;兩路光耦隔離器件HCPL-0661 —路作為輸出隔離與驅動芯片TJA1050T輸入口電連接，TJA1050T輸出口再與電氣接口電連接，另一路作為輸入隔離與驅動芯片TJA1050T輸出口電連接，TJA1050T輸入口再與電氣接口電連接。
[0008]所述的嵌入式微處理器是32位嵌入式微處理器STM32F103CBT6，傳感器組合是AD公司ADIS16448 MEMS集成傳感器，32位嵌入式微處理器STM32F103CBT6的PA4和PA5分別與ADIS16448 MEMS集成傳感器的SCLK和CS端電連接，32位嵌入式微處理器STM32F103CBT6的PA6、PA7和PBO分別與ADIS16448 MEMS集成傳感器的D0UT、DIN、RST端電連接。
[0009]所述的嵌入式微處理器、傳感器組合、信號隔離驅動模塊分別與二次電源模塊電連接，二次電源模塊包括降壓開關型集成穩壓電路、DC-DC電源模塊、固定電壓輸出轉換芯片10，固定電壓輸出轉換芯片是ASM1117-3.3，降壓開關型集成穩壓電路是LM2576;DC-DC電源模塊是B0505S-1W;由LM2576將輸入的27V電壓轉換成5V電壓輸出，B0505S-1W向傳感器組合提供電源電壓，ASMl 117-3.3向嵌入式微處理器提供3.3V電壓;LM2576向信號隔離驅動模塊提供5V隔離電壓。
[0010]所述的嵌入式微處理器、傳感器組合、二次電源模塊、信號隔離驅動模塊、CAN總線接口模塊、電氣接口、JTAG程序下載接口分別分布在一塊電路板上，電氣接口、JTAG程序下載接口在電路板的兩側。
[0011]所述的電氣接口是一個J30J-9ZK。
[0012]本實用新型的優點是:本實用新型MEMS慣性測量組合測量電路包括傳感器組合、嵌入式微處理器系統、二次電源模塊、信號隔離驅動模塊和CAN總線接口模塊，對外電氣接口是一個J30J-9ZK。集成傳感器敏感到任意給定瞬間內載體的旋轉角速率和水平線加速度及重力線加速度的物理量，控制芯片通過SPI串行通訊接口對其進行數據采集，可一次性讀取三路陀螺、三路加計及一路溫度值，經嵌入式微處理器系統的補償處理后，以CAN2.0B擴展幀格式將數據按協議要求發送至控制系統，數據更新速率為5ms。系統DC-DC電源設計采用隔離、濾波措施，防止外部和內部的各種干擾。整個方案以ARM微處理器為核心，通過其內部集成的SPI接口和CAN接口控制器，配合外圍電路可以完成對數據的檢測和發送。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的總體原理框圖；
[0014]圖2是本實用新型的硬件實現框圖；
[0015]圖3是本實用新型的硬件布局圖。
[0016]圖中1、嵌入式微處理器;2、傳感器組合;3、二次電源模塊;4、信號隔離驅動模塊；5^CAN總線接口模塊；6、電氣接口； 7、JTAG程序下載接口；8、降壓開關型穩壓電路，9、DC-DC電源模塊;1、固定電壓輸出轉換芯片。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖舉例對本實用新型做更詳細地描述:
[0018]結合圖1，一種MEMS慣性測量組合測量電路，至少包括:嵌入式微處理器1、傳感器組合2、信號隔離驅動模塊4和CAN總線接口模塊5，嵌入式微處理器I與傳感器組合2通過SPI接口電連接，嵌入式微處理器I通過信號隔離驅動模塊4與CAN總線接口模塊5電連接。
[0019]結合圖3是其具體元件及pcb布局，所述的嵌入式微處理器I是32位嵌入式微處理器STM32F103CBT6，傳感器組合2是AD公司ADIS16448 MEMS集成傳感器，32位嵌入式微處理器STM32F103CBT6的PA4和PA5分別與ADIS16448 MEMS集成傳感器的CS和SCLK端電連接，32位嵌入式微處理器STM32F103CBT6的PA6、PA7和PBO分別與ADIS16448 MEMS集成傳感器的D0UT、DIN、RST 端電連接。
[0020]所述的信號隔離驅動模塊4是兩路光耦隔離器件HCPL-0661; 32位嵌入式微處理器5丁]\02?10308了6的？412口、？411口分別與!《^1^-0661的041^^0和0411?0 口電連接。
[0021]所述的CAN總線接口模塊5是驅動芯片TJA1050T;兩路光耦隔離器件HCPL-0661 —路作為輸出隔離與驅動芯片TJA1050T輸入口電連接，TJA1050T輸出口再與電氣接口 6電連接，另一路作為輸入隔離與驅動芯片TJA1050T輸出口電連接，TJA1050T輸入口再與電氣接口 6電連接。
[0022]嵌入式微處理器I是32位嵌入式微處理器STM32F103CBT6，傳感器組合2是