基于LSM303DLH集成傳感器的電子羅盤(pán)實(shí)現方法

　　當有外界磁場(chǎng)Ha時(shí)，AMR上主磁域方向就會(huì )發(fā)生變化而不再是初始的方向了，那么磁場(chǎng)方向和電流的夾角θ也會(huì )發(fā)生變化，如圖5所示。對于A(yíng)MR材料來(lái)說(shuō)，θ角的變化會(huì )引起AMR自身阻值的變化，并且呈線(xiàn)性關(guān)系，如圖6所示。

　　ST利用惠斯通電橋檢測AMR阻值的變化，如圖7所示。R1/R2/R3/R4是初始狀態(tài)相同的AMR電阻，但是R1/R2和R3/R4具有相反的磁化特性。當檢測到外界磁場(chǎng)的時(shí)候，R1/R2阻值增加?R而R3/R4減少?R。這樣在沒(méi)有外界磁場(chǎng)的情況下，電橋的輸出為零;而在有外界磁場(chǎng)時(shí)電橋的輸出為一個(gè)微小的電壓?V。

　　圖7 惠斯通電橋

　　當R1=R2=R3=R4=R，在外界磁場(chǎng)的作用下電阻變化為?R時(shí)，電橋輸出?V正比于?R。這就是磁力計的工作原理。

　　2.2 置位/復位(Set/Reset)電路

　　由于受到外界環(huán)境的影響，LSM303DLH中AMR上的主磁域方向不會(huì )永久保持不變。LSM303DLH內置有置位/復位電路，通過(guò)內部的金屬線(xiàn)圈周期性的產(chǎn)生電流脈沖，恢復初始的主磁域，如圖8所示。需要注意的是，置位脈沖和復位脈沖產(chǎn)生的效果是一樣的，只是方向不同而已。

　　圖8 LSM303DLH置位/復位電路

　　置位/復位電路給LSM303DLH帶來(lái)很多優(yōu)點(diǎn)：

　　1) 即使遇到外界強磁場(chǎng)的干擾，在干擾消失后LSM303DLH也能恢復正常工作而不需要用戶(hù)再次進(jìn)行校正。

　　2) 即使長(cháng)時(shí)間工作也能保持初始磁化方向實(shí)現精確測量，不會(huì )因為芯片溫度變化或內部噪音增大而影響測量精度。

　　3) 消除由于溫漂引起的電橋偏差。

　　2.3 LSM303DLH的性能參數

　　LSM303DLH集成三軸磁力計和三軸加速計，采用數字接口。磁力計的測量范圍從1.3 Gauss到8.1 Gauss共分7檔，用戶(hù)可以自由選擇。并且在20 Gauss以?xún)鹊拇艌?chǎng)環(huán)境下都能夠保持一致的測量效果和相同的敏感度。它的分辨率可以達到8 mGauss并且內部采用12位ADC，以保證對磁場(chǎng)強度的精確測量。和采用霍爾效應原理的磁力計相比，LSM303DLH的功耗低，精度高，線(xiàn)性度好，并且不需要溫度補償。

　　LSM303DLH具有自動(dòng)檢測功能。當控制寄存器A被置位時(shí)，芯片內部的自測電路會(huì )產(chǎn)生一個(gè)約為地磁場(chǎng)大小的激勵