1 引言

V2XE是一種以集成微處理器作為控制和接口的新型2軸羅盤和大地磁場傳感器[1]，U2XE使用新型系統常用的3V工作電源，具有功耗低、尺寸小、在各種條件下的抗噪聲能力強、較大的測量靈敏感應區等優點。V2XE結合了PNI公司專利的磁場感應傳感器和測量電路技術，不受補償漂移的影響，在不同溫度下的測量結果很穩定。V2XE通過簡單易行的標準SPI接口輸入/輸出數據。

2 性能特點

V2XE的典型特性如下：

功率低（3V DC，2mA輸出）；
封裝尺寸小（25.4mm×5.4mm×11.5mm）；
高地磁感應（0.01°）；
高地磁精度（2.0°）；
數字接口輸出（3V標準SPI接口）；
具有高的磁場感應（0.00015Gauss）；
具有大的磁場量程（±11Gauss）。

V2XE的引腳功能如表1所列。

將V2XE應用于GPS系統，用AT89C2051讀取V2XE的測量數據，通過串口將數據傳送到GPS處理器，圖1示出V2XE連接到單片機的原理圖。由于AT89C2051沒有標準的SPI口輸出[2]，故分別用P1.7、P1.6和P1.5來模擬SCLK、MISO及MOSI端。V2XE的復位引腳SYNC由P3.7腳控制，SSNOT接地，V2XE工作在從機模式。

3 數據格式和命令字

V2XE有Big Endian和Little Endian兩種數據格式。Big Endian類型數據是從高位到低位存放，Little Editan數據是倒序存放，即在最高8位依次放最低8位的數據，在最低8位依次放最高8位的數據。如圖2所示。

帶有數據的命令格式由開始標志（Sync Flay）、指令類別（Frame Type）和結束標志（Terminator）組成，圖3所示是一個帶有參數Heading（0X02）和Magnitude（0X05）的SetDataComponents（0X03）命令構成。V2XE常用命令字包括GetModInfo、ModInfoResp、SetDataComponent、GetData、DataResp、Setconfig、GetConfig、ConfigResp和SaveConfig。其指令碼和功能如表2所示。


4 編程實例

SPI接口的數據接收和發送是同步的。V2XE每接收一個數據時將會發出0X00。當V2XE發送命令的應答時，它將不處理任何輸入的數據，因此，在主機獲取V2XE數據時，應是發送和接收同時進行。用C語言編寫發送-接收函數SPITransmit如下：

一個V2XE系統的典型應用流程如圖4所示。

V2XE出廠時，都在其ROM中固化了芯片的版本號。用戶第一次應用V2XE系統可首先讀出該版本號以判斷器件是否正常工作，可先向V2XE發送命令GetModInfo，然后讀取返回值ModInfoResp，其程序如下：

這樣，獲得的芯片信息存放在數組verson中，可以根據讀取的值和實際版本號（V2XEV201）對比以確定系統是否正常工作，如果系統正常，首先要根據需要設置返回數據格式以確定V2XE返回這些用戶感興趣的值，主要包括地磁方向角、磁場強度、溫度和校準狀態位等。另外，還要設置一些初始化參數，主要包括Declination（本地的地磁角，可以從http：//www.ngdc.noaa.gov/cgi-bin/seg/gmag/fldsnth1.pl獲得）、True North（設置參照角度為地磁北[3]）、Big Endian（選擇數據的大、小模式）、Dampingsize（數據緩沖區，將緩沖區里的數據平均后作為V2XE的實際輸出）。

在V2XE的實際應用中，常常需要校準，常用命令包括StartCal、StopCal、GetCalData、CalDataResp和SetCalData，其指令代碼和功能描述如表3所示。在標準過程中，V2XE裝置要盡量水平放置，從開始校準到結束校準過程中需將裝置原地旋轉兩周。每轉的時間不得小于30s，校準完成后,可以查詢參數calstate來判斷校準是否成功，完成參數設置和校準等初始化工作后，可以通過發送指令GetData（0x04）來獲取V2XE的數據，對V2XE每發送命令一次必須將其輸出全部讀出。否則會影響下一次的正常輸出。

5 結束語

該系統已經成功應用于手持GPS定位導航產品中，在室溫下，其測量方向角偏差2°內，測量的溫度偏差也小于1℃，地磁傳感器V2XE以其接口簡單、功耗低、體積小和軟件設計簡單等優點在GPS定位和磁場檢測等方面有著廣闊的應用前景。
(end)