基于arm的海上浮体航向姿态测量装置设计与实现

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1、基于ARM的海上浮体航向姿态测量装置设计与实现？要：针对海上浮体航向姿态数据测量的实际需求，采用ARM芯片STM32F407VGT6为控制核心，通过HMR3000模块获取航向姿态数据，采用北斗GPS双模定位授时模块UM220-IIIN获取时间信息，利用SD卡存储采集数据，研制了一套海上浮体航向姿态测量装置。阐述了设计思路和软硬件设计思想，给出了原理框图及部分线路图。中国8/vie　　关键词：海上浮体航向姿态ARMHMR3000　　Abstract：R3000　　梦乃傅暮I细√遄ㄓ糜诮懈呶O招缘暮I咸厥庾氨秆槭占觳馐匝槿挝瘛J

2、匝槭贝钤囟嘀中秃诺募觳庾氨覆⑶沂匝楣讨形奕酥凳亍S捎谑艿椒纭⒗擞俊⒑A鞯裙餐饔？浮体的航向姿态随时处于变动状态。根据承担的军事测量使命要求，需获取浮体的实时航向姿态数据，用于事后修正测量装备所获取的测量数据。根据试验需求，设计开发了基于ARM的海上浮体航向姿态测量仪。　　1总体组成及软硬件实现途径　　1.1总体组成　　基于HMR3000的海上浮体航向姿态测量装置由主控ARM芯片STM32F407VGT6、HMR3000模块、SD卡电路、UM220-IIIN电路和电源电路组成，原理框图如图1所示。　　1.2硬件设计说明　　1.

3、2.1电源电路　　电源模块选择LM2576系列降压型开关稳压器，降压开关稳压器LM2576最高输入电压为40V，该系统采用12V的蓄电池供电，输入电压符合稳压器要求。电源电路如图2所示[1-2]。　　图2中的J1是电源接入插座，D1为IN5406，起到极性保护作用，当输入电压接反时，电路不工作，不会烧坏电路板上的电子元器件，C3、C3构成输入电源滤波电路。图2中的U2是开关电源芯片LM2576-5.0，它将12V输入电压变换成5.0V的直流电源VCC输出，��HMR3000模块供电。D2、L1、C7、C5构成LM2576-5

4、.0芯片的外围电路。图2中的U3是开关电源芯片LM2576-3.3，它将12V输入电压变换成3.3V的直流稳定电压输出，为ARM芯片和SD卡电路供电。D3、L2、C8、C6构成电源芯片LM2576-3.3的外围电路。　　1.2.2HMR3000模块接口电路设计　　该设计选择美国HoneyR3000，实现航向姿态数据的采集。数字罗盘HMR3000使用磁阻传感器和两轴倾斜传感器来提供航向姿态信息，其航向的精度为±0.5°，分辨率为±0.1°，俯仰角和滚动角精度为±0.4°，分辨率为±0.1°。模块采用NMEA0813语句传输数据

5、，包括3类标准信息（HDG、HDT和XDR），3类专用语句（HPR、RCD和CCD）[3-5]。HMR3000模块接口电路如图3所示。　　图3中STM32F407VGT6的UART1用于和电子罗盘HMR3000通信。图3中的接口端子2是DB9接口，用于连接HMR3000，5V稳压电源通过引脚8输入，HMR3000供电也可以通过引脚9输入6～15V的非稳定电源。图3中的U4是TTL电平与RS232电平互换芯片。HMR3000有4种工作模式：连续、选通、睡眠和校准。HMR3000可在连续和选通模式下工作。在连续模式下，HMR30

6、00以可组态的速率输出罗盘主动提供的NMEA标准信息，而在选通模式下，则根据用户控制电路的申请输出。　　软件编写时，采用HMR3000出厂时的默认设置，即通信波特率为19200bps，1位停止位，8位数据位、无奇偶校验位和1位停止位。通过用户控制申请获取数据。该设计只读取NMEA语句中的$PTNTHPR语句，读取方法是ARM通过UART1接口向HMR3000发送语句$PTNT，HPR，模块回送$PTNTHPR语句。具体为ARM发送语句的具体内容为：“$PTNT，HPR*78＼r＼n”，模块回应语句的具体内容为：“$PTNTH

7、PR，85.9，N，-0.9，N，0.8，N*2C＼r＼n”。回应数据中：85.9为航向角，-0.9为俯仰角，0.8为滚动角。　　根据以上分析进行ARM程序编写，首先对UART1进行初始化，初始化子程序片段如下[4]：　　程序中的一维数组g_quer_HPRdata[i]在程序的头文件中定义为：　　uint8_tg_quer_HPRdata[15]="$PTNT，HPR*78＼r＼n"。