HMR2300R磁场计 HMR2300R系列

Honeywell公司的HMR2300R磁场计是一个2.83"的圆形HMR2300，设计用以替换航空航天应用中的大型磁通磁场传感器。另外还有55bytes的EEPROM用于数据保存和一个RS422/485输出。HMR2300R磁场计是一个圆形智能数字磁力计，符合MIL（**）-标准-810E的要求数字输出: RS232 或RS485，微控制器型，配有置位/复位和偏置校准电路，测量范围±2 高斯, 1% 精度, 70 微高斯分辨率．单电源操作6.4-15V,（<35mA）。
HMR2300R磁场计应用包括: 指南、导航和方位的航向传感．用于航空和海运AHRS （空间方位角和参照系统）, 和GPS的后备系统，无人驾驶车、遥控操作车、无人飞机，卫星的导航和姿态控制，航空电子技术和航海、替换磁通门。

美国Honeywell公司生产的三轴智能数字磁场计HMR2300R磁场计可检测磁场的强度和方向，并通过串行总线与计算机(上位机)直接通信。HMR2300R磁场计可广泛用于 航空及船舶的雷达系统、车辆遥感检测(侧滚/俯仰/偏航)、过程控制、实验室仪器、异常检测、交通车辆检测、保安系统等诸多领域。特别是在电磁污染日益严 重的今天，为了预防和消除电磁干扰的影响，达到电磁兼容的目的，磁场参数的测量就显得异常的重要。本文介绍了利用HMR2300r和其它芯片设计的用于磁场参数测试方面的仪表。

2、 HMR2300R磁场计介绍

HMR2300R磁场计具有低成本，高 灵敏度，响应快，小尺寸，耐损耗和高可靠性的特点。它只要一条程序指令就能设置提供成形的数据采样速率、输出形式、平均值和零点偏置等功能。在下一次上电 时任何形式的信息都存储在电路板中的e2prom中，e2prom中有55字节可以用于数据存储。它还有其它一些命令用于 完成一些功能，如:波特率，设备id号和序列号等。还有数字滤波器(滤除50/60hz等外界磁场干扰)，它的输出x、y、z轴的分量用3个独立的桥路定 向检测，符合mil-std-810e标准。性能特点归结如下:

(1) 带微处理器的智能传感器，能够处理磁场参数、数字滤波及其它的所有信息量，不用外加调节电路;(2)量程±2高斯，分辨率小于70微高斯;(3)读数与实 际方位的分辨率之差为0.02度;(4)采样速度可选:10-154采样点/秒;(5)小尺寸:7.2cm，ml-1型外壳;(6)重复性和可靠 性:mtbf大于50000小时;(7)采用独特的开关技术，可消除磁阻传感器中的先前磁场和电桥偏差;(8)串行数据传输有9600或19200波特率 两种，用rs-422或rs-485标准接口，它能提供标准的rs-422与rs-485电气信号。rs-485接口允许将64个外设接在一条信号线上, 传输距离可达1220米，且每个外设的专用id号被存储在电路板的e2prom中。

3、HMR2300R磁场计电路组成及工作原理

3.1 电路组成及主要芯片

电路组成框图如图1所示，由HMR2300R磁场计、rs-485接口、上位机at89c52、外部扩展存储器、键盘与lcd显示器组成。由键盘操作输入命令， 液晶显示器显示测量结果。单片机at89c52是cmos型8位微处理器，包含8k字节的闪存，256字节ram，外部电路简单，具有高性能、低功耗空闲 和掉电保护功能。rs-485接口选用美国ti公司的sn75lbc184芯片，它采用单一电源供电(电压范围3.0-5.5v)，该芯片与普通的rs- 485收发器不同的是片内a、b引脚接有高能量瞬变干扰保护装置，可以承受峰值为400v(典型值)的过压瞬变，它适合在雷电等恶劣环境工作。它还有一个 显著的特点:当输入端开路时其输出为高电平，这样即使在接收器输入电缆有开路故障时也不影响系统的正常工作，另外它的输入阻抗是标准的rs-485的两倍 (≥24kω)，所以可在总线上连接64个收发器，它的逻辑功能图与工作示意图分别如图2与���3所示。为了系统稳定地工作，加进了抗干扰电路。

3.2 HMR2300R磁场计电路原理图

HMR2300r与rs-485接口的连接如图4所示，rs-485信号是平衡的差动信号，当传送逻辑1时，6脚比7脚高1.5v;当传送逻辑0时，7脚比6脚高1.5v。由于信号传输由6、7脚电势差决定，所以信号对噪声有较强的抑制能力，传输距离长。又由于是平衡的接口，所以在总线的两端接了120欧 姆的终端电阻，以减少传输时的误差。接口与上位机及其它电路的连线如图5所示，用单片机rd与wr口线扩展了片外串行总线存储器24c16，用来存放有关 的初始化信息及其它数据。用x5045作为系统的看门狗，增强抗干扰能力。它是一种新型的芯片，具有3种功能:(1)电压监控，当电压失常时，可为 89c52提供上电复位;(2)看门狗定时，当程序紊乱"跑飞"时，启动内部的看门狗电路来强制单片机复位;(3)内部包含512字节的e2prom，可 用于与24c16一样的功能，保存一些重要的数据。

3.3 仪表软件设计及注意事项

(1) 软件设计部分

系统程序完成的主要操作包括:对各部分的状态设定、控制，测量，数据处理，键盘操作，显示及与上位机的通信等几个功能块。系统程序包括:(a)监控程序， 负责对各部电路的工作状态进行监视。(b)键盘扫描程序，反复判断是否有按键按下。(c)数据采集子程序，将数据存入存储寄存器。(d)数据处理子程序， 根据采集的数据利用查表法得到磁场参数。(e)显示子程序，利用液晶显示驱动器将测量结果显示出来。(f)响应用户的各种设定，完成序列号、设备号的设定与修改，响应通信中断等。本系统充分利用了上位机的内部资源，几乎定义了内部256个字节ram的每个单元，rom区用到了0000h-1e90h空间，利用率超过了90%，用汇编语言编程。具体程序限于篇幅不作介绍。

上位机与hmr2300r的通信通过标准键盘输入。hmr2300r的 x，y，z三轴输出为16位数字量，输出数据格式可以是带符号的16位二进制数(符号占一位)，也可以是bcd ascⅱ码。选择方式为:“dda”命令选择ascⅱ码格式、“ddb”命令选择二进制格式。本系统用ascⅱ码格式。它每次取数据需传送28个字节，采 样速率受到一些限制，但它在显示器上显示的是带符号的十进制数，直观易于读数。格式为:sn/x1/x2/cm/x3/x4/x5/sp/sp/sn /y1/y2/cm/y3/y4/y5/sp/sp/sn/z1/z2/cm/z3/z4/z5/sp/sp/〈cr〉

含义为:〈cr〉:输入 键;sp:空格键;sn:符号;cm:逗号(开数为零则空格);x1/x2/x3/x4/x5:十进制数字;x1/x2/x3:(如果开数为零，则空 格。)

(2) 注意事项

a)不要将镍、铁、钢、钴等铁磁性金属接近仪表，以免影响精度。b)测量的x、y、z三轴的磁场参数必须考虑地球磁场的影响。c)如果hmr置于了10高斯以上的磁场中，它就必须被祛磁后才能使用，否则会引起hmr输出超过指标要求的零磁场输出码。d)当hmr在总线上连续保持读数模式时，必须输入几个退 出键才能停止读数，如果只输入一个退出键，系统不会停止读数(这是因为rs-485线的发送与接收是使用的同一条信号线，只输入一个退出键数据流不会被停止)。

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HMR2300-D00-232 HMR2300-D21-232-DEMO

 Honeywell霍尼韦尔的三轴智能数字磁力计（HMR）可以探测磁场的强度和方向，同时将x，y和z参量输入计算机。三个独立的桥电路用于感应x，y，z三 个轴向的磁场。比起机械式和其他类型的磁力计，这种产品有着低功耗，高灵敏度，响应速度快，尺寸小，可靠性高等特点。这种传感器有非常高的弱磁场灵敏度和 用户定制命令集，可以解决应用中的各种问题。在罗盘导航设备，海运，远程车辆监控，加工控制，实验室设备，异常监控，交通、车辆检测等应用中，这些产品是 非常理想的。