基于MC9S12XEP100的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)定向測(cè)距系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)導(dǎo)向測(cè)距的理論基礎(chǔ)是

　　2 硬件電路設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)硬件由井下測(cè)量系統(tǒng)和地面通信系統(tǒng)組成，其設(shè)計(jì)框圖如圖2所示。上位機(jī)(PC)通過串口發(fā)送命令給地面通信系統(tǒng);地面通信系統(tǒng)接收到命令后，通過1553通訊協(xié)議將接收到的命令轉(zhuǎn)發(fā)到井下測(cè)量系統(tǒng);井下測(cè)量系統(tǒng)接收到地面通信系統(tǒng)，按照通訊協(xié)議進(jìn)行相應(yīng)處理，處理完成后返回相應(yīng)數(shù)據(jù)包至地面通訊系統(tǒng)。正常工作采用1553協(xié)議通訊，地面通信系統(tǒng)和井下測(cè)量系統(tǒng)以曼徹斯特碼進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸;調(diào)試時(shí)采樣串口通信協(xié)議。地面通信系統(tǒng)接收完井下傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，將其轉(zhuǎn)發(fā)給上位機(jī)PC處理。

　　2.1 井上系統(tǒng)

　　井上系統(tǒng)在上位機(jī)和井下測(cè)量系統(tǒng)中起承上啟下的作用。一方面用于轉(zhuǎn)發(fā)上位機(jī)命令;另一方面用于接收井下數(shù)據(jù)并進(jìn)行解碼操作。其電路包括以MC9S12XEP100為核心的單片機(jī)最小系統(tǒng)和以HD6408為核心的編解碼電路、信號(hào)加載和解調(diào)電路。其中，編碼信號(hào)加載至總線以及從總線上解調(diào)出曼徹斯特碼的電路如圖3所示。虛線左邊的電路用于將HD6408編解碼芯片產(chǎn)生的編碼信號(hào)BZO加載至總線LINE;右邊電路由兩個(gè)帶通濾波器組成，用于從總線LINE上解調(diào)出曼切斯特碼信號(hào)UDI，送入HD6408進(jìn)行解碼操作。如圖3所示。

　　2.2 井下測(cè)量系統(tǒng)

　　井下測(cè)量電路包括：電源模塊、測(cè)量模塊、信號(hào)調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換、通信電路。電源模塊采用24V直流電壓輸入，經(jīng)過LP2951穩(wěn)壓和濾波后得到15V、12V和5V;測(cè)量模塊包括磁場(chǎng)、重力加速度和溫度信號(hào)的測(cè)量;信號(hào)調(diào)理電路將測(cè)量的信號(hào)進(jìn)行濾波和放大處理，降低噪聲干擾;A/D模塊采用24位高精度芯片AD7734將濾波放大后的數(shù)據(jù)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換;通信電路主要包括RS232(調(diào)試)和1553通信。