一种九轴航姿测量系统电路技术方案

本发明专利技术公开了一种九轴航姿测量系统电路，该装置包括电源电路、陀螺仪外围电路、加速度计/磁力计外围电路、串口电路和核心电路；本发明专利技术实现了一种九轴航姿测量系统电路。利用了MEMS惯性传感器的低功耗、小体积、高稳定性、低成本等特点。在电源电路中，选择线性稳压电源芯片来提供电平转换功能，提高电源的纹波抑制比、输出电流与输出电压精度，为电路提供稳定性好的电源。在串口电路中，选择高稳定性低电磁干扰耐高压的芯片来实现TTL与232电平转换。

A circuit of nine axis attitude measurement system

The invention discloses a nine axis flight attitude measurement system circuit, which comprises a power supply circuit, peripheral circuit of gyroscope, accelerometer magnetometer and peripheral circuit, serial interface circuit and the core circuit; the invention realizes a nine axis attitude measurement system circuit. The MEMS inertial sensor is characterized by low power consumption, small volume, high stability, low cost and so on. In the power circuit, the linear regulator chip is selected to provide the level conversion function, the ripple ratio of the power supply, the output current and the output voltage precision are improved, and the stable power supply for the circuit is provided. In the serial circuit, select the high stability, low electromagnetic interference, high voltage chip to achieve TTL and 232 level conversion.

【技术实现步骤摘要】
一种九轴航姿测量系统电路
本专利技术属于惯性导航
，具体涉及一种九轴航姿测量系统电路。
技术介绍
航姿测量系统是导航的核心部件，它可以为航天器、导弹、舰船、车辆、机器人等载体提供水平姿态、航向等信息，在军民两个领域都有广泛的应用需求。陀螺仪是航姿测量系统的常用部件，通过陀螺仪测量角速率，对其输出角速率积分可以获得姿态角，具有短期精度高、自主性强以及动态性能好等优点。然而传统陀螺仪普遍存在成本高、体积大等缺点，这严重制约着航姿测量系统的应用范围，虽然激光陀螺、光纤陀螺的出现使这一局面得到缓解，但还是不能满足日益增长的微型化、低成本需求，在微电子、微机械加工等相关技术不断发展的推动下，MEMS技术应运而生，并以其独特优势获得各国的广泛关注。在国内，在基于MEMS技术的惯性测量单元研制方面取得显著的成果，最先进的国产MEMS惯性测量单元已经达到战术级精度水平，并成功应用在量程范围较低的某项目上。基于MEMS技术的惯性测量单元与GPS组合导航技术，是惯性导航
重大进步，也是未来的发展趋势。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提出了一种九轴航姿测量系统电路。一种九轴航姿测量系统电路包括电源电路、陀螺仪外围电路、加速度计/磁力计外围电路、串口电路、核心电路。所述的电源电路包括电源芯片U2、第七非极性电容C1、第八非极性电容C2、第九非极性电容C3、第三电阻R1、发光二极管LED1和接插件POWER；所述电源芯片U2的型号为SPX1117-3V3；所述电源芯片U2的3脚与接插件POWER的2脚、第八非极性电容C2的一端连接；接插件POWER的1脚与第八非极性电容C2的另一端连接并接地；电源芯片U2的1脚接地；电源芯片U2的2脚、4脚与第九非极性电容C3的一端、第七非极性电容C1的一端、发光二极管LED1的阳极连接并作为+3.3V电源输出；第七非极性电容C1的另一端与第九非极性电容C3的另一端、第三电阻R1的一端连接并接地；第三电阻R1的另一端与发光二极管LED1的阴极连接；所述陀螺仪外围电路包括陀螺仪芯片U3、第十非极性电容C5、第十一非极性电容C8、第十二非极性电容C9；所述陀螺仪芯片U3的型号为L3GD20；所述陀螺仪芯片U3的1脚、15脚、16脚与第十非极性电容C5的一端、第十二非极性电容C9的一端连接并接+3.3V电源，8脚、9脚、10脚、11脚、12脚、13脚与第十非极性电容C5的另一端、第十二非极性电容C9的另一端、第十一非极性电容C8的一端连接并接地,第十一非极性电容C8的另一端与陀螺仪芯片U3的14脚连接；陀螺仪芯片U3的2脚与处理器芯片U1的30脚连接，3脚与处理器芯片U1的32脚连接，4脚与处理器芯片U1的31脚连接，5脚与处理器芯片U1的2脚连接，6脚与处理器芯片U1的52脚连接，7脚与处理器芯片U1的51脚连接；所述加速度计/磁力计外围电路包括加速度计/磁力计芯片U5、第十三非极性电容C14、第十四非极性电容C15、第十五非极性电容C17、第十六非极性电容C19，第四电阻R3和第五电阻R4；所述加速度计/磁力计芯片U5的型号为LSM303DLHC；所述加速度计/磁力计芯片U5的1脚接+3V电源，2脚与处理器芯片U1的92脚、第五电阻R4的一端连接，3脚与处理器芯片U1的93脚、第四电阻R3的一端连接，4脚与处理器芯片U1的95脚连接，5脚与处理器芯片U1的96脚连接，6脚与第十六非极性电容C19的一端连接，第十六非极性电容C19的另一端与加速度计/磁力计芯片U5的7脚、8脚、9脚、10脚、11脚、第十三非极性电容C14的一端、第十五非极性电容C17的一端连接并接地；加速度计/磁力计芯片U5的12脚与第十四非极性电容C15的一端连接，13脚与第十四非极性电容C15的另一端连接，14脚与第十三非极性电容C14的另一端、第十五非极性电容C17的另一端、第四电阻R3的另一端、第五电阻R4的另一端连接并接+3.3V电源；所述串口电路包括电平转换芯片U4、第十七非极性电容C4、第十八非极性电容C6、第十九非极性电容C7、第二十非极性电容C10、第二十一非极性电容C11和接插件RS232；所述电平转换芯片U4的型号为ADM202E；所述电平转换芯片U4的7脚与接插件RS232的1脚连接，8脚与接插件RS232的2脚连接；接插件RS232的1脚接地；电平转换芯片U4的1脚与第十七非极性电容C4的一端连接，3脚与第十七非极性电容C4的另一端连接，2脚与第十九非极性电容C7的一端连接，第十九非极性电容C7的另一端接地；电平转换芯片U4的4脚与第二十非极性电容C10的一端连接，5脚与第二十非极性电容C10的另一端连接，6脚与第二十一非极性电容C11的一端连接，第二十一非极性电容C11的另一端接地；电平转换芯片U4的9脚与处理器芯片U1的26脚连接，10脚与处理器芯片U1的25脚连接，16脚与第十八非极性电容C6的一端连接并接+3.3V电源，15脚与第十八非极性电容C6的另一端连接并接地；电平转换芯片U4的11脚、12脚、13脚、14脚架空；所述核心电路包括处理器芯片U1、第一非极性电容C21、第一极性电容C22、第二非极性电容C23、第二极性电容C24、第三非极性电容C25、第三极性电容C26、第四非极性电容C12、第五非极性电容C13、第六非极性电容C16、第一电阻R2、第二电阻R5、第一晶振Y1和接插件JTAG；所述的处理器芯片U1的型号为STM32F303VCT6；所述的处理器芯片U1的72脚与接插件JTAG的2脚连接，76脚与接插件JTAG的3脚连接；接插件JTAG的1脚接+3V电源，4脚接地；处理器芯片U1的37脚与第二电阻R5的一端连接，第二电阻R5的另一端接地；处理器芯片U1的12脚与第四非极性电容C12的一端、第一晶振Y1的一端连接，13脚与第五非极性电容C13的一端、第一晶振Y1的另一端连接，第四非极性电容C12的另一端与第五非极性电容C13的另一端连接并接地；处理器芯片U1的94脚、10脚、19脚、27脚、99脚、74脚、49脚接地，14脚与第一电阻R2的一端、第六非极性电容C16的一端连接，20脚与第六非极性电容C16的另一端连接并接地；第一电阻R2的另一端接+3.3V电源，处理器芯片U1的21脚接+3.3V电源，50脚、75脚、100脚、28脚、11脚与第一非极性电容C21的一端、第一极性电容C22的正极、第二非极性电容C23的一端、第二极性电容C24的正极、第三非极性电容C25的一端、第三极性电容C26的正极连接并接+3.3V电源，第一非极性电容C21的另一端与第一极性电容C22的负极、第二非极性电容C23的另一端、第二极性电容C24的负极、第三非极性电容C25的另一端、第三极性电容C26的负极连接并接地；处理器芯片U1的2脚与陀螺仪芯片U3的5脚连接，25脚与电平转换芯片U4的10脚连接，26脚与电平转换芯片U4的9脚连接，30脚与陀螺仪芯片U3的2脚连接，31脚与陀螺仪芯片U3的5脚连接，32脚与陀螺仪芯片U3的3脚连接，51脚与陀螺仪芯片U3的7脚连接，52脚与陀螺仪芯片U3的6脚连接，92脚与加速度计/磁力计芯片U5的2脚连接，93脚与加速度计/磁力计芯片本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种九轴航姿测量系统电路,包括电源电路、陀螺仪外围电路、加速度计/磁力计外围电路、串口电路和核心电路；其特征在于：所述的电源电路包括电源芯片U2、第七非极性电容C1、第八非极性电容C2、第九非极性电容C3、第三电阻R1、发光二极管LED1和接插件POWER；所述电源芯片U2的型号为SPX1117‑3V3；所述电源芯片U2的3脚与接插件POWER的2脚、第八非极性电容C2的一端连接；接插件POWER的1脚与第八非极性电容C2的另一端连接并接地；电源芯片U2的1脚接地；电源芯片U2的2脚、4脚与第九非极性电容C3的一端、第七非极性电容C1的一端、发光二极管LED1的阳极连接并作为+3.3V电源输出；第七非极性电容C1的另一端与第九非极性电容C3的另一端、第三电阻R1的一端连接并接地；第三电阻R1的另一端与发光二极管LED1的阴极连接；所述陀螺仪外围电路包括陀螺仪芯片U3、第十非极性电容C5、第十一非极性电容C8、第十二非极性电容C9；所述陀螺仪芯片U3的型号为L3GD20；所述陀螺仪芯片U3的1脚、15脚、16脚与第十非极性电容C5的一端、第十二非极性电容C9的一端连接并接+3.3V电源，8脚、9脚、10脚、11脚、12脚、13脚与第十非极性电容C5的另一端、第十二非极性电容C9的另一端、第十一非极性电容C8的一端连接并接地,第十一非极性电容C8的另一端与陀螺仪芯片U3的14脚连接；陀螺仪芯片U3的2脚与处理器芯片U1的30脚连接，3脚与处理器芯片U1的32脚连接，4脚与处理器芯片U1的31脚连接，5脚与处理器芯片U1的2脚连接，6脚与处理器芯片U1的52脚连接，7脚与处理器芯片U1的51脚连接；所述加速度计/磁力计外围电路包括加速度计/磁力计芯片U5、第十三非极性电容C14、第十四非极性电容C15、第十五非极性电容C17、第十六非极性电容C19，第四电阻R3和第五电阻R4；所述加速度计/磁力计芯片U5的型号为LSM303DLHC；所述加速度计/磁力计芯片U5的1脚接+3V电源，2脚与处理器芯片U1的92脚、第五电阻R4的一端连接，3脚与处理器芯片U1的93脚、第四电阻R3的一端连接，4脚与处理器芯片U1的95脚连接，5脚与处理器芯片U1的96脚连接，6脚与第十六非极性电容C19的一端连接，第十六非极性电容C19的另一端与加速度计/磁力计芯片U5的7脚、8脚、9脚、10脚、11脚、第十三非极性电容C14的一端、第十五非极性电容C17的一端连接并接地；加速度计/磁力计芯片U5的12脚与第十四非极性电容C15的一端连接，13脚与第十四非极性电容C15的另一端连接，14脚与第十三非极性电容C14的另一端、第十五非极性电容C17的另一端、第四电阻R3的另一端、第五电阻R4的另一端连接并接+3.3V电源；所述串口电路包括电平转换芯片U4、第十七非极性电容C4、第十八非极性电容C6、第十九非极性电容C7、第二十非极性电容C10、第二十一非极性电容C11和接插件RS232；所述电平转换芯片U4的型号为ADM202E；所述电平转换芯片U4的7脚与接插件RS232的1脚连接，8脚与接插件RS232的2脚连接；接插件RS232的1脚接地；电平转换芯片U4的1脚与第十七非极性电容C4的一端连接，3脚与第十七非极性电容C4的另一端连接，2脚与第十九非极性电容C7的一端连接，第十九非极性电容C7的另一端接地；电平转换芯片U4的4脚与第二十非极性电容C10的一端连接，5脚与第二十非极性电容C10的另一端连接，6脚与第二十一非极性电容C11的一端连接，第二十一非极性电容C11的另一端接地；电平转换芯片U4的9脚与处理器芯片U1的26脚连接，10脚与处理器芯片U1的25脚连接，16脚与第十八非极性电容C6的一端连接并接+3.3V电源，15脚与第十八非极性电容C6的另一端连接并接地；电平转换芯片U4的11脚、12脚、13脚、14脚架空；所述核心电路包括处理器芯片U1、第一非极性电容C21、第一极性电容C22、第二非极性电容C23、第二极性电容C24、第三非极性电容C25、第三极性电容C26、第四非极性电容C12、第五非极性电容C13、第六非极性电容C16、第一电阻R2、第二电阻R5、第一晶振Y1和接插件JTAG；所述的处理器芯片U1的型号为STM32F303VCT6；所述的处理器芯片U1的72脚与接插件JTAG的2脚连接，76脚与接插件JTAG的3脚连接；接插件JTAG的1脚接+3V电源，4脚接地；处理器芯片U1的37脚与第二电阻R5的一端连接，第二电阻R5的另一端接地；处理器芯片U1的12脚与第四非极性电容C12的一端、第一晶振Y1的一端连接，13脚与第五非极性电容C13的一端、第一晶振Y1的另一端连接，第四非极性电容C12的另一端与第五非极性电容C13的另一端...

【技术特征摘要】
1.一种九轴航姿测量系统电路,包括电源电路、陀螺仪外围电路、加速度计/磁力计外围电路、串口电路和核心电路；其特征在于：所述的电源电路包括电源芯片U2、第七非极性电容C1、第八非极性电容C2、第九非极性电容C3、第三电阻R1、发光二极管LED1和接插件POWER；所述电源芯片U2的型号为SPX1117-3V3；所述电源芯片U2的3脚与接插件POWER的2脚、第八非极性电容C2的一端连接；接插件POWER的1脚与第八非极性电容C2的另一端连接并接地；电源芯片U2的1脚接地；电源芯片U2的2脚、4脚与第九非极性电容C3的一端、第七非极性电容C1的一端、发光二极管LED1的阳极连接并作为+3.3V电源输出；第七非极性电容C1的另一端与第九非极性电容C3的另一端、第三电阻R1的一端连接并接地；第三电阻R1的另一端与发光二极管LED1的阴极连接；所述陀螺仪外围电路包括陀螺仪芯片U3、第十非极性电容C5、第十一非极性电容C8、第十二非极性电容C9；所述陀螺仪芯片U3的型号为L3GD20；所述陀螺仪芯片U3的1脚、15脚、16脚与第十非极性电容C5的一端、第十二非极性电容C9的一端连接并接+3.3V电源，8脚、9脚、10脚、11脚、12脚、13脚与第十非极性电容C5的另一端、第十二非极性电容C9的另一端、第十一非极性电容C8的一端连接并接地,第十一非极性电容C8的另一端与陀螺仪芯片U3的14脚连接；陀螺仪芯片U3的2脚与处理器芯片U1的30脚连接，3脚与处理器芯片U1的32脚连接，4脚与处理器芯片U1的31脚连接，5脚与处理器芯片U1的2脚连接，6脚与处理器芯片U1的52脚连接，7脚与处理器芯片U1的51脚连接；所述加速度计/磁力计外围电路包括加速度计/磁力计芯片U5、第十三非极性电容C14、第十四非极性电容C15、第十五非极性电容C17、第十六非极性电容C19，第四电阻R3和第五电阻R4；所述加速度计/磁力计芯片U5的型号为LSM303DLHC；所述加速度计/磁力计芯片U5的1脚接+3V电源，2脚与处理器芯片U1的92脚、第五电阻R4的一端连接，3脚与处理器芯片U1的93脚、第四电阻R3的一端连接，4脚与处理器芯片U1的95脚连接，5脚与处理器芯片U1的96脚连接，6脚与第十六非极性电容C19的一端连接，第十六非极性电容C19的另一端与加速度计/磁力计芯片U5的7脚、8脚、9脚、10脚、11脚、第十三非极性电容C14的一端、第十五非极性电容C17的一端连接并接地；加速度计/磁力计芯片U5的12脚与第十四非极性电容C15的一端连接，13脚与第十四非极性电容C15的另一端连接，14脚与第十三非极性电容C14的另一端、第十五非极性电容C17的另一端、第四电阻R3的另一端、第五电阻R4的另一端连接并接+3.3V电源；所述串口电路包括电平转换芯片U4、第十七非极性电容C4、第十八非极性电容C6、第十九非极性电容C7、第二十非极性电容C10、第二十一非极性电容C11和接插件RS232；所述电平转换芯片U4的型号为ADM202E；所述电平转换芯片U4的7脚与接插件RS232的1脚连接，8脚与接插件RS232的2脚连接；接插件RS232的1脚接地；电平转换芯片U4的1脚与第十七非极性电容C4的一端连接，3脚与第十七非极性电容C4的另一端连接，2脚与第十九非极性电容C7的一端连接，第十九非极性电容C7的另一端...

【专利技术属性】
技术研发人员：章雪挺，许欢，
申请(专利权)人：杭州智磁传感器有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33