基于CAN總線(xiàn)的三軸磁場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.2 三軸磁傳感器模塊化設(shè)計(jì)三軸系統(tǒng)能完整接收目標(biāo)的磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量，信號(hào)完整、信息量充分。本文基于 PNI專(zhuān)
用 IC設(shè)計(jì)一款三軸磁傳感器模塊。
一、采用 PNI磁敏傳感器 SEN-L
SEN-L磁敏傳感器具有較高靈敏度、量程寬、線(xiàn)性度好等優(yōu)點(diǎn)，因是無(wú)源敏感器件，還降低系統(tǒng)電路功耗。另外，其響應(yīng)時(shí)間快，有較好的抗干擾能力，受溫度影響也較小，基于本設(shè)計(jì)的應(yīng)用對(duì)象、應(yīng)用環(huán)境以及成本的考慮，選擇 SEN-L作磁探頭。
二、采用專(zhuān)用 IC 11096 實(shí)現(xiàn)三軸數(shù)據(jù)采集
PNI 11096系列是在 PNI公司的磁通傳感器的基礎(chǔ)上研制出的一種低磁測(cè)量應(yīng)用專(zhuān)項(xiàng)集
成電路，可以控制和測(cè)量 3個(gè)分立的磁通傳感器。每個(gè)傳感器都會(huì)在其相應(yīng)平行的磁場(chǎng)內(nèi)感應(yīng)磁場(chǎng)變化。PNI 11096含括了信號(hào)調(diào)理電路、采樣、A/D轉(zhuǎn)換電路等；具有完備的三軸磁式感應(yīng)控制器；其抽樣率高，每秒達(dá)到 2000個(gè)樣品。本系統(tǒng)通過(guò)全數(shù)字 SPI總線(xiàn)接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。子模塊電路如圖 3所示。

在設(shè)計(jì)中，采用 3VDC供電，Rb取 43 電阻，0.1 uF電容作用是穩(wěn)定供電源，100K電阻為下拉電阻。PNI 11096在 MSP430F169（MCU）控制下通過(guò) SPI完成采樣數(shù)據(jù)的傳輸，在 MCU中完成數(shù)據(jù)的數(shù)字化的信號(hào)處理、優(yōu)化打包、存儲(chǔ)以及節(jié)點(diǎn) SPI通信控制等。 PNI與 MCU的 SPI0內(nèi)置模塊引腳連接。 3 CAN系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)
節(jié)點(diǎn)模塊中 MSP430F169單片機(jī)在數(shù)據(jù)處理、優(yōu)化存儲(chǔ)之外，還承擔(dān)著執(zhí)行 CAN傳輸協(xié)議、控制數(shù)據(jù)的打包、收發(fā)、檢錯(cuò)、剔除奇異值等任務(wù)，其與 CAN總線(xiàn)協(xié)議相關(guān)的主流程如圖 4所示。

CAN協(xié)議支持的是 8個(gè)字節(jié)的短幀結(jié)構(gòu)。在實(shí)際的傳輸過(guò)程中對(duì)報(bào)文的打包和解包是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。本協(xié)議構(gòu)建了兩個(gè) FIFO緩沖區(qū)用于 CAN總線(xiàn)數(shù)據(jù)的讀緩沖區(qū)和寫(xiě)緩沖區(qū)。