磁阻傳感器在機器人玩具中的應(yīng)用

0 背景

機器人玩具控制系統(tǒng)的設(shè)計中對方向的控制尤其重要，直接體現(xiàn)了機器人玩具的控制精度和整體效果。在本文中要解決的問題就是控制好機器人的運動方向和球門之間的夾角，讓其能夠在運行中實時地自我調(diào)整，準(zhǔn)確地把球送入球門。

本文的課題背景是一個機器人玩具的控制系統(tǒng)設(shè)計，主芯片采用的是以摩特羅拉公司的MC86EZ328芯片，只完成與通信、運算等有關(guān)的主要操作，在沒有操作時，由運行于其上的操作系統(tǒng)uClinux來維護。對于所有與EZ328的核心運算、控制、通信、操作無關(guān)的外圍設(shè)備的維護和控制都通過一塊AT89C52來完成，它與EZ328的底層通信協(xié)議為同步串口協(xié)議(SPI)，在AT89C52中由軟件來實現(xiàn)。C52包含的部件主要是A/D轉(zhuǎn)換器，鍵盤接口，電機驅(qū)動模塊。硬件結(jié)構(gòu)電路圖如下圖1：

圖1

1 磁阻傳感器及其詳細采集過程

1.1 磁阻傳感器HMC1022簡介

機器人玩具的方向控制的核心部件就是HMC1022兩維磁阻微電路芯片，它的機構(gòu)是四臂的惠斯通電橋，將磁場轉(zhuǎn)化為差動輸出的電壓，可以檢測低至85微高斯的磁場信號，這種低成本的傳感器相比傳統(tǒng)型號的同類產(chǎn)品具有更小的體積和更低的功耗。供電電源為3V-10V直流電壓。本設(shè)計中采用的HMC0122采用的是16腳SOIC封裝，集成了兩路的惠斯通電橋，測出平面的X軸和Y軸的磁場信號，這樣就可以獲得水平面上方向的完整信號。

比較特殊的是Honeywell公司的這種磁阻傳感器帶有一個獲得專利的置位/復(fù)位電路。

圖2和圖3分別是HMC1022內(nèi)部電橋和置位/復(fù)位電路電路設(shè)計。

圖2

圖3