一种MEMS惯性测量组合测量电路制造技术

本实用新型专利技术涉及一种MEMS惯性测量组合测量电路，其特征是：至少包括：嵌入式微处理器、传感器组合、信号隔离驱动模块和CAN总线接口模块，嵌入式微处理器与传感器组合通过SPI接口电连接，嵌入式微处理器通过信号隔离驱动模块与CAN总线接口模块电连接。本实用新型专利技术具有较高精度、快速启动、体积小等特点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种MEMS惯性测量组合测量电路，适用于导航系统。
技术介绍
MEMS惯性技术广泛应用在工业、医疗、通讯、汽车、无人机等各种市场，现有国外的MEMS陀螺仪的精度大致在1°/h~50°/s范围内，MEMS加速度计精度大致在10mg~0.01mg范围内，启动时间在0.1~10s范围内。国内MEMS惯性技术发展相对滞后，精度相对国外产品还有较大差距，陀螺仪精度勉强达到10°/h，且存在体积较大，指标衡量标准与国外不一致等问题。由于MEMS元件相对于其他类型惯性元件的精度还比较低，所以由MEMS元件构成地惯性测量组合的精度较低。国内多家单位均从事MEMS惯性测量组合元件和系统的研制，但经过了解，设计同时兼顾（陀螺仪和加速度计）精度、启动时间、体积三项主要技术指标的产品比较困难。其主要原因是具备快速启动和较高精度惯性元件选型困难，为此，在经过广泛的市场调研基础上，选择ADI公司的集成传感器ADIS16448，配合外围数据采集、处理电路，研制出了一种同时具备较高精度、快速启动且体积小MEMS惯性测量组合装置。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种较高精度、快速启动、体积小的一种MEMS惯性测量组合测量电路。本技术的目的是这样实现的：一种MEMS惯性测量组合测量电路，其特征是：至少包括：嵌入式微处理器、传感器组合、信号隔离驱动模块和CAN总线接口模块，嵌入式微处理器与传感器组合通过SPI接口电连接，嵌入式微处理器通过信号隔离驱动模块与CAN总线接口模块电连接。所述的嵌入式微处理器是32位嵌入式微处理器STM32F103CBT6，传感器组合是AD公司ADIS16448MEMS集成传感器，32位嵌入式微处理器STM32F103CBT6的PA4和PA5分别与ADIS16448MEMS集成传感器的CS和SCLK端电连接，32位嵌入式微处理器STM32F103CBT6的PA6、PA7和PB0分别与ADIS16448MEMS集成传感器的DOUT、DIN、RST端电连接。所述的信号隔离驱动模块是两路光耦隔离器件HCPL-0661；32位嵌入式微处理器STM32F103CBT6的PA12口、PA11口分别与HCPL-0661的CAN_TXD和CAN_RXD口电连接。所述的CAN总线接口模块是驱动芯片TJA1050T；两路光耦隔离器件HCPL-0661一路作为输出隔离与驱动芯片TJA1050T输入口电连接，TJA1050T输出口再与电气接口电连接，另一路作为输入隔离与驱动芯片TJA1050T输出口电连接，TJA1050T输入口再与电气接口电连接。所述的嵌入式微处理器是32位嵌入式微处理器STM32F103CBT6，传感器组合是AD公司ADIS16448MEMS集成传感器，32位嵌入式微处理器STM32F103CBT6的PA4和PA5分别与ADIS16448MEMS集成传感器的SCLK和CS端电连接，32位嵌入式微处理器STM32F103CBT6的PA6、PA7和PB0分别与ADIS16448MEMS集成传感器的DOUT、DIN、RST端电连接。所述的嵌入式微处理器、传感器组合、信号隔离驱动模块分别与二次电源模块电连接，二次电源模块包括降压开关型集成稳压电路、DC-DC电源模块、固定电压输出转换芯片10，固定电压输出转换芯片是ASM1117-3.3，降压开关型集成稳压电路是LM2576；DC-DC电源模块是B0505S-1W；由LM2576将输入的27V电压转换成5V电压输出，B0505S-1W向传感器组合提供电源电压，ASM1117-3.3向嵌入式微处理器提供3.3V电压；LM2576向信号隔离驱动模块提供5V隔离电压。所述的嵌入式微处理器、传感器组合、二次电源模块、信号隔离驱动模块、CAN总线接口模块、电气接口、JTAG程序下载接口分别分布在一块电路板上，电气接口、JTAG程序下载接口在电路板的两侧。所述的电气接口是一个J30J-9ZK。本技术的优点是：本技术MEMS惯性测量组合测量电路包括传感器组合、嵌入式微处理器系统、二次电源模块、信号隔离驱动模块和CAN总线接口模块，对外电气接口是一个J30J-9ZK。集成传感器敏感到任意给定瞬间内载体的旋转角速率和水平线加速度及重力线加速度的物理量，控制芯片通过SPI串行通讯接口对其进行数据采集，可一次性读取三路陀螺、三路加计及一路温度值，经嵌入式微处理器系统的补偿处理后，以CAN2.0B扩展帧格式将数据按协议要求发送至控制系统，数据更新速率为5ms。系统DC-DC电源设计采用隔离、滤波措施，防止外部和内部的各种干扰。整个方案以ARM微处理器为核心，通过其内部集成的SPI接口和CAN接口控制器，配合外围电路可以完成对数据的检测和发送。附图说明图1是本技术的总体原理框图；图2是本技术的硬件实现框图；图3是本技术的硬件布局图。图中1、嵌入式微处理器；2、传感器组合；3、二次电源模块；4、信号隔离驱动模块；5、CAN总线接口模块；6、电气接口；7、JTAG程序下载接口；8、降压开关型稳压电路，9、DC-DC电源模块；10、固定电压输出转换芯片。具体实施方式下面结合附图举例对本技术做更详细地描述：结合图1，一种MEMS惯性测量组合测量电路，至少包括：嵌入式微处理器1、传感器组合2、信号隔离驱动模块4和CAN总线接口模块5，嵌入式微处理器1与传感器组合2通过SPI接口电连接，嵌入式微处理器1通过信号隔离驱动模块4与CAN总线接口模块5电连接。结合图3是其具体元件及pcb布局，所述的嵌入式微处理器1是32位嵌入式微处理器STM32F103CBT6，传感器组合2是AD公司ADIS16448MEMS集成传感器，32位嵌入式微处理器STM32F103CBT6的PA4和PA5分别与ADIS16448MEMS集成传感器的CS和SCLK端电连接，32位嵌入式微处理器STM32F103CBT6的PA6、PA7和PB0分别与ADIS16448MEMS集成传感器的DOUT、DIN、RST端电连接。所述的信号隔离驱动模块4是两路光耦隔离器件HCPL-0661；32位嵌入式微处理器STM32F103CBT6的PA12口、PA11口分别与HCPL-0661的CAN_TXD和CAN_RXD口电连接。所述的CAN总线接口模块5是驱动芯片TJA1050T；两路光耦隔离器件HCPL-0661一路作为输出隔离与驱动芯片TJA1050T输入口电连接，TJA1050T输出口再与电气接口6电连接，另一路作为输入隔离与驱动芯片TJA1050T输出口电连接，TJA1050T输入口再与电气接口6电连接。嵌入式微处理器1是32位嵌入式微处理器STM32F103CBT6，传感器组合2是AD公司ADIS16448MEMS集成传感器，32位嵌入式微处理器STM32F103CBT6的PA4和PA5分别与ADIS16448MEMS集成传感器的SCLK和CS端电连接，32位嵌入式微处理器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种MEMS惯性测量组合测量电路，其特征是：至少包括：嵌入式微处理器、传感器组合、信号隔离驱动模块和CAN总线接口模块，嵌入式微处理器与传感器组合通过SPI接口电连接，嵌入式微处理器通过信号隔离驱动模块与CAN 总线接口模块电连接。

【技术特征摘要】
1.一种MEMS惯性测量组合测量电路，其特征是：至少包括：嵌入式微处理器、传感器组合、信号隔离驱动模块和CAN总线接口模块，嵌入式微处理器与传感器组合通过SPI接口电连接，嵌入式微处理器通过信号隔离驱动模块与CAN总线接口模块电连接。
2.根据权利要求1所述的一种MEMS惯性测量组合测量电路，其特征是：所述的嵌入式微处理器是32位嵌入式微处理器STM32F103CBT6，传感器组合是AD公司ADIS16448MEMS集成传感器，32位嵌入式微处理器STM32F103CBT6的PA4和PA5分别与ADIS16448MEMS集成传感器的CS和SCLK端电连接，32位嵌入式微处理器STM32F103CBT6的PA6、PA7和PB0分别与ADIS16448MEMS集成传感器的DOUT、DIN、RST端电连接。
3.根据权利要求1所述的一种MEMS惯性测量组合测量电路，其特征是：所述的信号隔离驱动模块是两路光耦隔离器件HCPL-0661；32位嵌入式微处理器STM32F103CBT6的PA12口、PA11口分别与HCPL-0661的CAN_TXD和CAN_RXD口电连接。
4.根据权利要求1所述的一种MEMS惯性测量组合测量电路，其特征是：所述的CAN总线接口模块是驱动芯片TJA1050T；两路光耦隔离器件HCPL-0661一路作为输出隔离与驱动芯片TJA1050T输入口电连接，TJA1050T输出口再与电气接口电连接，另一路作为输入隔离与驱动芯片TJA1050T输出口电连接，TJA1050T输入口再与电气接口电连接。
5.根据权利要求1所述的一种MEMS惯性测...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小莉，田新兴，段振华，
申请(专利权)人：中船重工西安东仪科工集团有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61