磁阻传感器在机器人玩具中的应用
HMC的输出电压为磁场强度为0时传感器的输出。所以当U0为0时， Uout正比于磁场强度B。如图4，假设机器人处于水平面上，X为机器人行进方向，Y为水平面上垂直X的方向向右(即X顺时针转90)，地里北极方向和地磁北极方向如图所示。H为地磁场，Hx、Hy分别是H在X、Y方向的水平分量， β为机器人行进方向和地磁北极方向的夹角， γ为地磁北极和地理北极方向的夹角，K就是机器人行进方向与地理北极方向之间的夹角，也就是我们最终要求的角度。(此处的β、γ、 K都是由前者出发顺时针到达后者的角度)由图可明显看出，K= β-γ。而在地球上不同方位的γ可查表得出，所以关键就是求得 。由磁阻传感器可以得出Hx、Hy，(此处忽略了机器人在Z轴方向的倾斜，所以二维传感器就够用了)，。
图4
1.3 磁阻传感器信号采集模块电路设计
从HMC1022输出的电压信号非常微弱，我的测试是0到3mv(具体每个芯片的输出不是完全一致),需要经过放大器的放大，放大器选用的是AN622,放大倍数选定为600倍，这种放大器可以加上一个2.5v的偏置电压，所以输出到A/D的电压为2.5v+(0～3mv)*600,两路采集到的电压信号经过放大后连接到ADC0832。ADC0832是个两通道8位精度的逐次逼近式模数转换芯片，通过一个串行的I/O口DI输入一个MUX ADDRESS序列，来配置A/D成差分方式并选择哪一路通道的信号。2051通过一路I/O来串行读入转换后的数值。
用max662a作为RST/SET部分的恒压源，电路的工作原理及流程如下：
1. 由2051的14端(P1.7)输出高电平，SR电路set功能选通
2. 通过2051 P1各相应端子控制ADC0832，完成一次A/D转换，记下此次读入的电压值Vset 。
3. 2051的P1.7输出低电平，SR电路reset功能选通
4. 通过2051 P1各相应端子控制AD0832，完成一次A/D转换，记下此次读入的电压值Vrst
5. 求出1022的输出偏置电压V0=(Vset+Vrst)/2。
6. 通过2051控制AD0832完成A/D转换，将每一次读入的值Vrst减去V0就得到计算需要用的电压Vread=Vrst-V0;(包括两个轴方向的电压Vready、Vreadx)
7. 求得
8. K=β-γ, goto 6
经过2051处理后得出的数值，在时钟的配合下用一个I/O口模拟PWM输出，传给C52单片机。
2 结束语
整个电路设计作为机器人玩具的可加载模块，在实际使用中的效果很好，对方向的分辩率完全满足在5度以内，从性价比来看，这种电路设计是比较成功的设计。
评论