VM3XX振弦传感器读数模块用户手册（V1.32ForSF3.33）

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封面振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX用户手册河北稳控科技有限公司（固件版本：V3.33）2021年03月（文档版本：V1.32）

1前言感谢使用稳控科技生产的VM3XX/VM4XX/VM5XX系列模块。本产品专门针对单线圈式振弦传感器研发，可完成传感器的线圈激励、频率读数、温度测量等工作，具有标准的UART（TTL/RS232/RS485）和IIC数字接口、模拟量输出接口（电压或电流），通过数字接口数据交互，可完成振弦传感器检测、激励、读数等工作。本模块提供振弦频率以及温度传感器的读取输出功能，针对振弦传感器特性的专业电路和固件设计以及较小的模块体积、多样的封装、标准化的工业通讯协议等诸多特性便于将此产品快速集成到您的采集监测设备或手持读数设备。另外，模块还配置有多路12位ADC、高精度参考电压、集成通用运放、多路通用GPIO，可用于功能扩展。使用前请仔细阅读本手册，了解本模块特性并获取完整的使用方法。请务必按照本手册具体说明操作或设计外围电路，本公司不承担由于不正常操作造成的财产损失或者人身伤害责任。请严格按照手册中的技术规格和参数使用或设计开发相应的产品。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[2/115]

2振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX主要特性外形尺寸：VM30156.0mmX37mmX5.2mm（长宽高）邮票贴装-26VM311/411/51160.0mmX36mmX4.8mm直插-22VM40130.0mmX26mmX4.3mm邮票贴装-46VM50130.0mmX26mmX4.3mm贴插封装-20数字接口：标准UART/RS232/RS485+IIC通讯速率：UART：9600，N，8，19.6~1382.4kbpsIIC：500kHz模拟输出：频率值转电流、电压输出，分辨率达1/8000测频范围：30~12000Hz测量速率：20Hz（高速模式每秒可达20次）兼容性强：可测量绝大多数厂家的单线圈式振弦传感器。多个模块组合可完成多弦传感器数据读取（如：锚索应力计、多点位移计等）高精度：VM5XX:0.005Hz~0.25Hz，其它型号0.05Hz~0.50Hz传感器自动识别：可识别线圈50Ω~10kΩ的传感器信号放大倍数：30~3000倍，可编程放大器、电阻调节多种测量模式：自动连续测量、单次测量多种激励方法：可编程高压激励、可编程扫频、智能扫频信号质量评定：采样数据质量评估算法、信号幅值检测、信号质量评估温度检测：热敏电阻/DS18B20/核心温度检测通用ADC：通用的多路12位精度ADC转换器参考电压：高精度参考电压唯一识别码：全球唯一识别码极少的外部元件：最小系统仅需外接电源、振弦传感器和数字接口即可完成主要工作，缩短产品开发周期、降低产品开发成本存储空间：内置2~64K，外部无限扩展工业应用标准：VM3XXC：0℃~+65℃VM3XXI：-40℃~+85℃硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[3/115]

3振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX应用领域应力应变：结构应力应变、基坑支护、管廊、地下工程仪器仪表：振弦读数仪表开发自动化、信息化：结合物联网技术替代传统人工检测订购信息VMABCD附加编码通道数量封装样式0：贴片（或贴片、直插兼容）1：直插系列代码3/4/5：激励方法为高压脉冲+低压扫频6：激励方法为低压扫频类别标识固定为“VM”（振弦读数模块）硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[4/115]

4振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX接口读数误差激励方法外形尺寸可编程CAN型号封装通道UARTIIC模拟（mm）频率温度高压低压放大器TTL232485输出VM30156*37*5.2贴片1+1●I010.05~0.500.5●●VM31160*36*4.8直插1+1◎◎I010.05~0.500.5●●VM40130*26*4.3贴片1+1●I010.05~0.500.5●●●32级VM41160*36*2.5直插1+1◎◎I010.05~0.500.5●●●32级VM50130*26*4.5贴插1+1●●V30.01~0.050.3●●●03级VM51160*36*4.8直插1+1◎◎●●V/I0.01~0.050.3●●●03级VM60430*26*4.5贴插4+4●●V0.01~0.050.3●●03级VM60830*26*4.5贴插8+1●●V0.01~0.050.3●●03级VM61460*36*4.8直插4+4◎◎●●V/I200.01~0.050.3●●03级VM61860*36*4.8直插8+1◎◎●●V/I200.01~0.050.3●●03级VM70430*26*4.5直插4+4●●V0.01~0.050.3●●●03级VM70830*26*4.5直插8+1●●V0.01~0.050.3●●●03级通道：频率测量通道数量+温度测量通道数量。◎：关系为“或”,为默认。：4个管脚，各分时输出0或有效值。：单个管脚，分时输出各通道有效值。●I：电流信号，分辨率1/8000；●V：电压信号，分辨率1/4000。模拟输出均可通过参数指定所代表的频率范围。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[5/115]

5振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX版权及商标本手册版权属于河北稳控科技有限公司，所有内容受著作权保护，且为我公司之财产。任何人或团体未经我公司书面同意，严禁重制、复制、引用或者修改本手册中的任何部分，稳控科技保留一切解释权利。我公司拒绝任何超出法律保证的赔偿要求。对于手册内容正确性，不负担任何责任。本手册内容或手册所述之产品（或固件程序）若有变动，恕不预先通知。为我公司注册商标，对本商标造成危害、损失的一切行为，本公司保留所有权利。联系电话：0316-3093523400-096-5525企业网址：www.winkooo.cn邮箱：info@GEO-INS.cominfo@GEO-Explorer.cn河北稳控科技有限公司硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[6/115]

6振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX关于本手册本手册是我系列产品VM3XX/VM4XX/VM5XX模块的使用指导书，专门提供给终端客户和电子产品设计工程师，完成不同层面的应用。VM3XX与VM4XX具有近乎相同的使用方法，以下介绍中，如无特殊说明，均以VM3XX为例。振弦模块默认出厂参数已设置为适用于绝大多数传感器，一般无需修改，可直接从“第五章快速测试”开始阅读。在您使用、操作VM3XX前请务必认真阅读一遍，对模块功能有大体的了解，按照先宏观后具体、先整体后细部的顺序，必要时结合本手册中推荐的测试工具（VMTool）进行逐一操作。VM3XX不断升级改进，力争集成度更高、操作更为简便来改善应用难度，具体的操作请随时查阅本手册相关章节。VM3XX即可直接作为终端产品使用，也可基于模块进行进一步的二次产品开发，不同的使用目的对用户的要求也不同，相较而言，简单的直接使用需要用户具备一定计算机操作、硬件接口（特别是串口RS232）、数据指令帧等的常识；当您需要基于此模块进行新产品开发时，则需要具备相当的电子技术基础知识以及电路设计、程序设计的能力。在本模块使用过程中，可能需要您通过其它途径查阅相关基础知识、概念，本手册不会面面俱到，关于上述辅助知识及操作能力，请用户自行解决。第五章“快速测试”描述了如何使用计算机实现本模块的快速测试，在手册阅读过程中，也可以使用专用的配置测试工具VMTool进行参数修改验证，以加深对产品的认识和参数理解。本手册中表示不同进制数字时会使用明确的标识符号，以0x为前缀的数字为16进制数据，以B为后缀的为2进制数据，无任何前缀或后缀的数字为10进制数据。“\r

7”表示非可见的回车符和换行符。寄存器通常以简称表示（多个大写字母组合），某寄存器中的某些“位”则以“寄存器简称.[高位数字:低位数字]”形式表示。带有“*”的章节表示功能尚不稳定或未经充分测试，请在咨询后使用。由于产品版本升级或其他原因，本文档内容会不定期进行更新，请根据本手册对应的硬件及固件程序版本使用，必要时向我们索要与您实际使用产品相匹配的技术手册。除非另有约定，本文档仅作为使用指导，本文档中的所有陈述、建议和举例不构成任何明示或暗示的担保，对此造成的损失不承担任何责任，本手册所述内容最终解释权归我公司所有。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[7/115]

8振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX基本概念振弦传感器：（vibratingwiresensor）是以拉紧的金属钢弦作为敏感元件的谐振式传感器。当弦的长度确定之后，其固有振动频率的变化量即可表征钢弦所受拉力的大小。根据这一特性原理，即可通过一定的物理（机械）结构制作出测量不同种类物理量的传感器（如：应变传感器、压力传感器、位移传感器等），从而实现被测物理量与频率值之间的一一对应关系，通过测量频率值变化量来计算出被测物理量的改变量。振弦传感器读数模块：在本手册中，专指针对振弦传感器的特性而设计的传感器激励、读数模块。具有集成度高、功能模块化、数字接口的一系列特性，能完成振弦传感器的激励、信号检测、数据处理、质量评估等专用针对性功能，进行传感器频率和温度物理量模数转换，进而通过数字接口实现数据交互。振弦传感器读数模块是振弦传感器与数字化、信息化之间的核心转换单元。激励：也称为“激振”，是振弦类传感器频率数据获取的必须过程，仅当传感器收到合适的激励信号后才能产生自振，而仅当振弦传感器产生自振后才能输出频率信号，进一步的，读数电路会检测并读取振弦传感器的自振信号，才能通过计算得到振动频率值。振弦传感器的激励信号（能够使传感器产生自振的外部信号）一般分为两类，一类为高压短促脉冲，一类为特定频率的多组连续低压脉冲信号。高压脉冲激励：使用较高电压（100~200V）向振弦传感器线圈发送短促脉冲，使任意频率的振弦传感器产生自振的过程或方法。低压扫频激励：使用与传感器自振频率相当（接近）的频率向振弦传感器发送连续的低压（3~10V）脉冲信号，使传感器产生自振的过程或方法。振弦传感器返回信号：当传感器产生自振后，钢弦自振切割传感器线圈，在线圈中产生微弱电流，这种随钢弦振动变化的正弦电信号称为“振弦传感器返回信号”。采样值：或称为“单个样本”，在本手册中尤指传感器返回的单个正弦信号，为了提高正弦波频率值的测量精度，需要采集多组正弦信号进行综合计算。由于传感器返回的正弦信号是由强变弱逐渐消失，且本身信号十分微弱，不同厂家振弦传感器返回信号强度和时长均不相同，因此振弦模块在数据采集时采用部分抽样的方法获取若干采样数据进行综合计算，对于每个采集到的正弦波称之为“一个样本”或“一个采样值”。标准差：（StandardDeviation），中文环境中又常称均方差，是总体各单位标准值（采样值）与其平均数的算术平均数之差的平方根。标准差能反映一个数据集的离散程度（平均数相同的两组数据，标准差未必相同）。一个较大的标准差，代表大部分数值和其平均值之间差异较大；一个较小的标准差，代表这些数值较接近平均值，质量较高。ADC：（Analog-to-DigitalConverter）模拟-数字转换器。是指将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号的器件。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[8/115]

9振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XXVREF：（Voltagereference）是指电路中一个与负载、功率供给、温度漂移、时间等无关，能保持始终恒定的一个电压。参考电压可以被用于电源供应系统的稳压器，模拟数字转换器和数字模拟转换器，以及许多其他测量、控制系统。GPIO：（GeneralPurposeInputOutput）通用输入/输出（接口）或总线扩展器，通俗地说，就是一些引脚，可以通过它们输出高低电平或者通过它们读入引脚的电平状态。1?频模：根据振弦的振动微分方程可推导出钢弦应力与振动频率具有?=×?×√的2?关系，即“频率?的平方与钢弦所受张拉应力?呈线性正比关系”，因此在实际测量时，往往使用频率的平方值更能直观反映出应力值，但由于频率的平方往往数值较大，不易读取，所以一般使用频率的平方/100，即“频模”。频模是由频率值得到的一个计算值而非测量值。信号幅值：在本手册中专指振弦传感器返回的信号经模块滤波放大后的信号幅值大小，用百分比表示。样本质量：在本手册中专指模块对传感器的信号进行多次采样后，对采样的质量评定，用百分比表示。也称为“采样数据质量评定”或“样本数据质量评定”。信号质量：对采集信号的综合评定值，在本手册中，根据参数设置不同，判定标准也有所不同，在具体功能讲解时会明确说明。寄存器：具有临时或永久存储数据能力的器件。在本手册中，将可以断电保存的寄存器称为FLASH寄存器，其存储的数据称为“参数”；仅在加电期间具有数据保持能力的寄存器称为RAM寄存器。外界可通过数字接口直接访问RAM寄存器，并通过RAM寄存器间接访问FLASH寄存器。RAM寄存器又分为可读写和只读两类，可读写部分在上电时从FLASH寄存器读取，只读部分由模块负责将运行过程中的实时信息写入。通过数字接口对RAM可读写寄存器进行写操作会触发模块内部RAM寄存器到FLASH寄存器的复制动作（永久存储），对任意RAM寄存器进行读操作可获取当前参数和运行状态数据。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[9/115]

10振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX目录封面.........................................................................................................................................................1前言.........................................................................................................................................................2主要特性..................................................................................................................................................3应用领域..................................................................................................................................................4订购信息..................................................................................................................................................4版权及商标..............................................................................................................................................6关于本手册..............................................................................................................................................7基本概念..................................................................................................................................................8一、总体说明........................................................................................................................................141.1产品概述.................................................................................................................................141.2功能框图.................................................................................................................................141.3绝对最大值.............................................................................................................................151.4推荐使用条件.........................................................................................................................151.5特性及指标.............................................................................................................................151.6管脚定义.................................................................................................................................181.6.1VM3XX管脚定义...........................................................................................................181.6.2VM4XX管脚定义...........................................................................................................201.6.3VM5XX管脚定义...........................................................................................................221.6.4VM6X4/7X4管脚定义...................................................................................................231.7封装尺寸.................................................................................................................................24二、硬件接口........................................................................................................................................272.1电源接口.................................................................................................................................272.2复位管脚.................................................................................................................................282.3运行状态指示器.....................................................................................................................282.3.1运行状态指示.............................................................................................................282.3.2硬件握手信号.............................................................................................................292.4信号质量指示.........................................................................................................................292.5数字接口1（UART/RS232/RS485）......................................................................................292.6数字接口2（IIC）................................................................................................................302.6.1设备地址.....................................................................................................................302.6.2IIC协议硬件层信号类别及说明...............................................................................302.6.3IIC时隙特性...............................................................................................................312.6.4IIC写数据...................................................................................................................312.6.5IIC读数据...................................................................................................................322.7传感器线圈接口.....................................................................................................................332.8温度传感器接口.....................................................................................................................332.8.1数字式温度传感器DS18B20的连接.........................................................................332.8.2热敏电阻式温度传感器连接.....................................................................................332.9通用模数转换接口.................................................................................................................342.10基准电压...............................................................................................................................352.11通用输入/输出接口.............................................................................................................35三、模块使用........................................................................................................................................36硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[10/115]

11振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX3.1模块启动.................................................................................................................................363.1.1启动信息.....................................................................................................................363.1.2启动流程.....................................................................................................................363.1.3获取版本信息及序列号.............................................................................................363.2模块复位（重启）.................................................................................................................363.3恢复出厂参数.........................................................................................................................373.3.1恢复出厂参数.............................................................................................................373.3.2修改出厂参数.............................................................................................................383.3.2恢复默认参数.............................................................................................................383.4通讯协议.................................................................................................................................383.4.1UART通讯协议.............................................................................................................393.4.2通讯协议（IIC）.......................................................................................................443.4.3主动上传测量数据（UART）.....................................................................................443.5寄存器概述（汇总）.............................................................................................................463.6模块地址操作（UART）.........................................................................................................493.6.1修改已知设备地址的地址.........................................................................................493.6.2读取未知设备地址的地址.........................................................................................493.6.3修改未知设备地址的地址.........................................................................................493.7通讯速率和软件握手（UART）.............................................................................................493.7.1通讯速率.....................................................................................................................493.7.2软件握手.....................................................................................................................503.7.3修改已知设备地址的通讯速率.................................................................................503.7.4读取未知设备地址的通讯速率.................................................................................503.7.5修改未知设备地址的通讯速率.................................................................................503.8系统状态.................................................................................................................................503.8.1工作状态.....................................................................................................................513.8.2运行状态.....................................................................................................................513.9测量模式.................................................................................................................................523.9.1连续测量模式.............................................................................................................523.9.2单次测量模式.............................................................................................................533.10振弦传感器测量流程...........................................................................................................553.11传感器接入检测...................................................................................................................563.12传感器激励方法...................................................................................................................563.12.1高压脉冲激励法.......................................................................................................573.12.2步进低压扫频法.......................................................................................................583.12.3渐进低压扫频法.......................................................................................................593.12.4频率反馈固定频率扫频法.......................................................................................593.12.5频率反馈区间频率扫频法.......................................................................................603.12.6分段渐进低压扫频法...............................................................................................603.12.7全频段扫频法...........................................................................................................613.13信号检测与分析计算...........................................................................................................613.13.1延时采样...................................................................................................................613.13.2信号幅值检测...........................................................................................................633.13.3信号检测与采样.......................................................................................................64硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[11/115]

12振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX3.13.4频率计算与质量评定...............................................................................................643.14数据滤波...............................................................................................................................673.15测量时长与优化...................................................................................................................693.16快速测量（10Hz）...............................................................................................................713.17低压扫频频率自校准*.........................................................................................................733.18传感器返回信号质量优化...................................................................................................733.18.1激励电压优化...........................................................................................................733.18.2信号放大倍数...........................................................................................................743.19温度传感器使用...................................................................................................................753.20通用GPIO的使用.................................................................................................................773.21通用ADC的使用...................................................................................................................773.22辅助功能寄存器...................................................................................................................783.22.1UART通讯参数...........................................................................................................793.22.2频率值模拟量输出...................................................................................................803.22.3信号纹波滤除*.........................................................................................................813.22.4振动避让...................................................................................................................813.22.5半功耗.......................................................................................................................813.22.6低功耗休眠...............................................................................................................81四、参数配置工具的使用....................................................................................................................834.1VMTool概述.............................................................................................................................834.2准备工作.................................................................................................................................844.3VMTool基本功能.....................................................................................................................844.3.1模块的连接与断开.....................................................................................................844.3.2固件版本读取.............................................................................................................864.3.3模块参数读取.............................................................................................................864.3.4模块参数修改.............................................................................................................864.3.5参数导入导出.............................................................................................................864.3.6实时数据读取.............................................................................................................874.3.7软件握手协议.............................................................................................................884.3.8生成寄存器值.............................................................................................................884.4VMTool扩展功能.....................................................................................................................894.4.1通用串口调试模块.....................................................................................................894.4.2MODBUS工具模块.........................................................................................................904.4.3指令生成器.................................................................................................................914.4.4实时曲线.....................................................................................................................924.4.5数据存储.....................................................................................................................934.5不同固件版本使用VMTool工具时的注意事项...................................................................94五、快速测试........................................................................................................................................955.1检查COM接口名称.................................................................................................................955.2连接VMXXX模块.....................................................................................................................955.3传感器数据读取.....................................................................................................................96六、常见问题........................................................................................................................................986.1计算机无法与模块通讯.........................................................................................................986.2传感器频率值不稳定.............................................................................................................99硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[12/115]

13振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX6.3VMTool通讯错误...................................................................................................................1006.3其它问题...............................................................................................................................101七、附录..............................................................................................................................................1027.1功能码...................................................................................................................................1027.2错误码...................................................................................................................................1027.3提示信息...............................................................................................................................1027.4注意事项...............................................................................................................................1027.5寄存器参数汇总表（按位）...............................................................................................1037.6应用电路...............................................................................................................................1087.7字符$指令汇总.....................................................................................................................1097.8固件升级...............................................................................................................................110八、修定历史......................................................................................................................................1118.1固件修改历史.......................................................................................................................1118.2文档修订历史.......................................................................................................................113硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[13/115]

14振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX一、总体说明1.1产品概述VM3XX/VM4XX/VM5XX系列模块是单振弦式传感器激励、频率读取、温度转换的专业化读数模块，具有集成度高、体积小、精度高、适应能力强、极少的外围电路设计等突出特性，具有多种激励方法、传感器接入检测、可编程激励电压、信号幅值检测和信号质量评定等先进功能，能够测量传感器信号质量、幅值、频率、频模、温度并转换为数字量和模拟量输出，另外，多路通用GPIO、12位ADC、数据存储等附加硬件资源进一步增强模块的可扩展性。VM系列模块可应用于国内外大部分单振弦式传感器的数据读取，目前在土木工程、自动化监测、地质灾害等领域均得到了广泛应用。激励采样计算激励前等待激励采样前等待采样分析评估计算空闲忙VM3XX/VM4XX/VM5XX工作流程（主）1.2功能框图SEN+GPIOs信号隔离器线圈接入检测单元SEN-RTSGPIOSIG信号滤波放大单元RST泵压控制器信号幅值检测单元ADCsADCVREFVSENDACTMP扫频发生器DAOVDDUART内核485CVIN数字接口内核稳压器IICRVINEADDNRVM3XX/VM4XX/VM5XX功能框图硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[14/115]

15振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX1.3绝对最大值①①参数条件（备注）最小值典型值最大值单位环境温度-4085℃储存温度-65150℃VIN-0.315V②VSEN-0.3---VVDD-0.34.0VVI/O-0.3VDD+0.3VIIN100mAIOUT100mA最大结温125℃注1：长时间在最大允许值或超过最大允许值的条件下工作可能导致器件永久性损坏。注2：请询问传感器厂家适用的激励电压。过高的激励电压源可能导致传感器或读数模块永久性损坏，厂家不能提供激励电压范围时建议最高6V1.4推荐使用条件参数条件最小值典型值最大值单位VM3xxC02565℃环境温度VM3xxI-402585℃VIN5.08.0（推荐）12VVSEN5.08.0（推荐）15VVDD2.53.33.6VI/O0VDD+0.3VIIO0520mA1.5特性及指标参数条件最小值典型值最大值单位电源空闲2225mA①IVDD忙4548mA休眠1.11.31.6mA①IVIN空闲30mA忙50mA空闲/休眠0mA①IVSEN忙（泵压）1015mA忙（扫频）2040mA传感器激励与读取计时分辨率20ns硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[15/115]

16振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX-4@1000Hz10时基准确度-4@5000Hz10频率分辨率@1000Hz0.02Hz频率测量范围3012000Hz扫频输出精度0.05%高压激励电压30120180VVM301/VM311定制1500定制放大倍数VM501/VM51115006000倍VM40130015003000随机读数误差30~12000Hz±0.001±0.01Hz（标准信号）频率绝对误差300~6000Hz±0.05±0.25Hz（标准信号）重复性0.01Hz温度分辨率0.1℃1k-20/-401202k-6/-30200温度测量范围VM3XX/VM5XX℃3k1/-252205k10/-15250随机读数误差0.05℃温度测量精度0.51.5℃测量速度1.020.0Hz通用ADCADC分辨率12bit非线性±1LSB偏移误差±1LSB满度误差±1LSB02.2V电压范围VM501/VM5110VDDV输入电容12pF模拟量输出VM3XX/VM4XX@电流或电压1/8000输出分辨率VM5XX@电压1/4000驱动能力1mAUART通讯速率96001382400bps高电平TTL接口1.23.33.6V硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[16/115]

17振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX低电平TTL接口00.8VIICSCL频率FSCL100500KHz总线空闲时长tBUF1.5uS保持时间tHD:STA0.6uS时钟低周期tLOW1.5时钟高周期tHIGH0.8数据保持时间tHD:DAT00.9uS数据装载时间tSU:DAT100nS开始装载时间tSU:STA0.8上升沿时间TR20300下降沿时间TF0.11000停止时间准备tSU:STO0.8uS条件管脚电容量CI/O10pF单总线负载电CB400pF容输入脉冲过滤tSP30nS宽度PushbuttonPBDB250mSDebounceGPIOVL00.8VVH3.2V以上数据在室温25℃，VIN=8.0V，VSEN=8.0V，VDD=3.3V时测试所得外接传感器1300Hz，线圈电阻500Ω。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[17/115]

18振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX1.6管脚定义1.6.1VM3XX管脚定义VM301管脚定义VM311/2管脚定义VM3XX管脚定义编号符号类型说明301311SEN+11I/O连接到振弦传感器线圈两端SEN-22I/ODAO20IVSEN317I振弦传感器激励电源输入ADDR46IIIC接口设备地址设置GPIO15O通用输入输出管脚SDA/GPIO265IIIC接口数据线，漏极开路SCL/GPIO377IIIC接口时钟线，漏极开路ADC28I12位通用ADCADC19I①VDD108内核电源，3.3VVDDEN11I内核电源VDD使能控制管脚，高电平有效GND129①VIN1311宽电源输入管脚ADC314I12位通用ADC硬件复位管脚，低电平有效RST15I/OVM313中为参数复位管脚GND1610VREF17O内核参考电压输出，2.2VSIG184O信号质量指示管脚485CR19O外接485芯片收发控制模块“忙”输出，强推挽RTS2015O低电平表示“模块空闲”，高电平表示“模块正忙”ADC4213I12位通用ADCGND2212TXD2313OUART发送管脚，强推挽硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[18/115]

19振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XXRXD2414IUART接收管脚，漏极开路TMP1/KEY12519/21I/O参数复位按键TMP2/DQ2620I/O温度传感器接口GND17/22NC18保持悬空状态注①：VDD、VIN不可同时使用，当使用VIN时，VDD是输出硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[19/115]

20振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX1.6.2VM4XX管脚定义VM401管脚定义VM401管脚定义编号符号类型说明401411VDD1内核电源输入，3.3VGND2I/OAD_033I12位通用ADCRST4I硬件复位管脚，低电平有效VBCK5O后备电源输入，应连接到VDDRTX26I保持悬空RTX17I保持悬空VREG8I稳压器输出，2.5VAD_SIG9I保持悬空SDA/GPIO210I/OIIC接口数据线，漏极开路SCL/GPIO311IIIC接口时钟线，漏极开路ADDR12IIC接口设备地址设置485CR13外接485芯片收发控制AD_HP14I保持悬空VREF15I/O内核参考电压输出，2.2VPWM116保持悬空RTS17O模块“忙”输出，弱上拉，参数复位按键PIN18O保持悬空TEMP19O温度传感器接口RXD20OUART接收管脚，漏极开路TXD21IUART发送管脚，强推挽SIG22信号质量指示管脚硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[20/115]

21振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XXAD_SEN23O保持悬空AD_04/A1OUT24I运放1输出，已连接到通用ADCA1-25I/O运放1输入负极A1+26I/O运放1输入正极A2-27运放2输入负极A2+28运放2输入正极A2OUT29运放2输出VSEN30振弦传感器激励电源输入HGND31高压地，内部与传感器负极连通泵压辅助电容，可连接10~100uF电容，以增C132强高压激励性能。（非必须，使用时注意电容的耐压）C233保持悬空AMPL034SIG_035AMPL136VDDA37模拟电源AGND38模拟地SEN+39连接到振弦传感器线圈两端HGND/SEN-40RA141信号放大倍数调节电阻RA242详见“3.18.2”PWM343保持悬空PWM244保持悬空NC45保持悬空C046保持悬空未说明的管脚保持悬空，周围GND隔离。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[21/115]

22振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX1.6.3VM5XX管脚定义VM501管脚定义VM511管脚定义VM501/VM511管脚定义编号符号类型说明501511SEN+11振弦传感器线圈正极SEN-22振弦传感器线圈负极TMP33/20温度传感器正极DAO/DAO144频率值模拟量输出管脚SIG55振弦信号质量指示管脚REF6参考电压输入IO2/SCL76备用IO/IIC_SCLNC8悬空GND99/10VDD108核心电源2.5~3.6VGND1112TXD1213UART发送管脚RXD1314UART接收管脚UDM/485CR14UART发送指示，可用作485收发控制UDP15IO11618备用IORST/SDA1719/21参数复位检测/IIC_SDARTS1815运行状态指示GND1916/22VSEN2017振弦传感器激励电源输入DAO27频率值模拟量输出管脚VIN11模块电源5.0~16V注①：VDD、VIN不可同时使用，当使用VIN时，VDD是输出硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[22/115]

23振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX1.6.4VM6X4/7X4管脚定义VM604/704管脚定义VM614/714管脚定义VM6X4/VM7X4管脚定义编号符号类型说明604614SEN-11振弦传感器线圈负极S1+22振弦传感器通道1线圈正极S2+33振弦传感器通道2线圈正极S3+44振弦传感器通道3线圈正极S4+55振弦传感器通道4线圈正极REF6参考电压输入IO2/SCL76IIC-SCLNC8GND99/10VDD108核心电源2.5~3.6VGND1112TXD1213UART发送管脚RXD1314UART接收管脚RTS/IO114RS485收发控制管脚RST/SDA157IIC-SDAT41618温度输入/模拟输出，通道4T31719温度输入/模拟输出，通道3T21820温度输入/模拟输出，通道2T11921温度输入/模拟输出，通道1VSEN2017振弦传感器激励电源输入VIN11模块电源5.0~16VNC15GND16/22注①：VDD、VIN不可同时使用，当使用VIN时，VDD是输出硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[23/115]

24振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX1.7封装尺寸VM301机械尺寸VM311/VM511机械尺寸硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[24/115]

25振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[25/115]

26振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XXVM401机械尺寸VM501机械尺寸硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[26/115]

27振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX二、硬件接口2.1电源接口VM3XX模块有多个电源接口，分别为：宽电压电源输入（VIN）、内核电源（VDD）、振弦传感器激励电源（VSEN）、模拟电路电源（VDDA），各电源共用GND。电源输入（VIN）：宽电压VIN管脚为模块供电（DC5~18V），推荐电压为5.0V~8.0V，VIN可产生内核电源VDD，当使用VIN此管脚为模块供电时，VDD管脚为输出，提供3.3V的稳压输出，可利用此电源为其它电路供电。VDD输出能力为200mA，尽量不要使用VDD输出过大电流，以免影响模块内核的正常工作。内核电源（VDD）：可由VIN产生，当不使用VIN时，此管脚作为电源输入，需要外接DC3.3V电源。供电电压范围DC2.2~3.6V，推荐电压为3.3V。模块工作时峰值电流约为100mA，建议使用输出能力200mA或以上的电压源。VM3XX/VM4XX模块的VDD应尽量使用标准的3.3V，其它电压值会造成热敏电阻测量产生偏差，VM5XX模块内部有电压校准机制，对VDD电压值无严格要求。参考电压（VREF）：对于VM3XX/VM4XX，此管脚为输出，不使用时保持悬空即可，对于VM5XX此管脚为输入，应直接连接到VDD（无需精准的参考电压源）。激励电源（VSEN）：VSEN为传感器激励过程提供电能，当采用高压激励方法时，VSEN作为泵压源，一般情况下VSEN电压越高则可获取的激励电压也越高（3.3V的泵压源最高可获得约120V的高压）；当采用低压扫频激励方法时，VSEN电压即是扫频电压。建议采用200mA或以上的电压源为VSEN供电，供电电压推荐为DC8V~12V。模拟电源（VDDA）：为ADC、信号滤波放大器供电，电压范围DC2.2~5.0V，推荐电压为3.3V。没有引出VDDA管脚的模块，内部已连接至VDD。请特别注意电源的设计。振弦传感器返回信号为微弱的正弦波，为减少电源纹波对传感器信号的影响，建议所有电源均使用纹波较小的LDO稳压器。当使用交流电转直流的供电方式时，模块地线（GND）一定要可靠接地（大地），某些低端的交流转直流适配器会将交流干扰引入直流，严重影响模块信号处理质量，甚至完全无法使用。建议靠近电源管脚（VDD尤其重要）使用一个10µF钽电容（低ESR)和一个0.1µF的陶瓷电容并联。增加并联的电容可以有效去除高频干扰。同时为防止浪涌对芯片的损坏，建议在模块电源输入管脚使用一个适合电压的500mW的齐纳二极管防止模块的超压损坏。PCB布局时，电容和二极管应尽可能靠近模块的电源输入管脚。单电源供电（左：3.3V右：5.0V~12.0V）注：严禁同时使用VIN和VDD为模块供电。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[27/115]

28振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX注：模块没有反接电源及超压保护措施，当超过最大允许电压时会导致模块永久性损坏。注：早期版本的VM311模块无VSEN管脚接口，已在内部连接于VDD，可产生最高约120V的高压，若存在管脚兼容问题，请在订购模块时告知我们，新版模块可以在出厂前修改为与早期版本相同的内部电路连接（同时已引出的VSEN管脚失效）。2.2复位管脚模块自带上电复位功能，无需外部复位。RST管脚为双向管脚，在不同运行阶段具有不同功能：在VM3XX/VM4XX中上电启动时RST管脚为输出，当检测到VDD电压大于2.0V时，驱动RST管脚输出低电平脉冲启动信号，此信号可连接至其它外围电路作为启动同步信号；模块启动后的运行阶段，RST管脚切换为输入，可通过将此管脚强制拉低实现模块的硬重启。本模块还有一种软件复位启动方法，通过向寄存器SYS_FUN写入0x01实现，详见后续“3.2模块复位”章节。RST管脚已连接1k上拉电阻。在VM5XX/6XX/7XX中RST管脚在启动时为输入，若启动过程中检测到此管脚为低电平，则复位参数为出厂值，详见“3.3恢复出厂参数”。在启动完成后此管脚为GPIO2功能。2.3运行状态指示器2.3.1运行状态指示管脚RTS为复用管脚，在模块上电启动和正常运行时具有不同的功能：模块上电启动并完成初始化后，输出5个周期100ms的脉冲方波（高低电平各50ms）表示初始化完成；在模块正常运行时RTS管脚作为运行状态指示器使用，输出逻辑1表示模块“正忙”，输出逻辑0表示模块“空闲”，详见“3.10振弦传感器测量流程”。模块“正忙”是指模块正在对振弦传感器进行读数操作，特别的，本模块具有传感器是否连接的检测功能，默认情况下仅当检测到有效的传感器接入时才会发起一次读数过程，而未检测到传感器连接时，模块会继续不断检测，此时RTS管脚持续输出10Hz的脉冲方波，这种快速的“忙”与“不忙”两个状态间切换可以理解为“正在搜索传感器”。运行阶段信号描述状态说明模块完成初始化及自检，进入正常运行上电启动5个100mS周期的脉冲阶段硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[28/115]

29振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX传感器未连接未检测到有效的传感器接入连续10Hz的高、低电平脉冲输出正在搜索传感器传感器已接入传感器已连接高低电平切换频率与多个参数有关正常运行逻辑1：模块正“忙”逻辑1表示正在激励、采样传感器频率，逻辑0：模块“空闲”建议等待RTS输出逻辑0时再向模块发送指令每3秒输出一次10ms高脉冲模块处于单次测量模式，正在等待指令VM3XX/VM5XX模块中，RTS管脚为强推挽输出，可直接驱动LED指示灯（串联1k的限流电阻），直观的表现模块的工作状态。VM4XX模块中，RTS为漏极开路，内部弱上拉。2.3.2硬件握手信号基于RTS输出信号的时域特点，此管脚还可作为数字接口的硬件握手信号使用。当模块的UART接口为RS232时，RTS管脚已经转换为RS232电平信号，直接连接上位机RS232接口的CTS即可。其它接口版本的模块（RS485、TTL），RTS管脚逻辑1时输出VDD（3.3V），逻辑0时输出GND（0V）。注意：逻辑1和逻辑0的输出电压与数字接口类型有关。输出逻辑RS232接口其它接口逻辑1-3V~-15V2.4V~VDD逻辑0+3V~+15V0~0.8V即：RS232的输出电平信号为反逻辑。2.4信号质量指示SIG管脚用于输出振弦传感器的返回信号质量，当信号质量达到或超过预期值时输出高电平，否则输出低电平。信号质量预期值由寄存器EXS_TH定义，详见“3.12.4中预定信号质量寄存器说明”。信号质量与多种因素有关，使用多种表征值来描述（幅值、采样值数量、标准差等），SIG管脚的高、低电平两种输出状态不足以完全表示信号质量，也不能反映出信号质量的具体数值大小，在模块使用过程中，应尽量使用软件方法读取与信号质量有关的多个寄存器值（详见“3.13.4频率计算与质量评定”），进行综合判断。2.5数字接口1（UART/RS232/RS485）VM系列模块提供全双工串行TTL电平的UART接口以及基于TTL扩展的RS232或RS485接口（详见前述“订购信息”中的选型表），默认端口设置为“9600,N,8,1”，并支持由软件修改为9600~1382400bps通讯速率。UART的TTL电平逻辑高为VDD，逻辑低为GND，与非3.3V单片机进行连接时，要注意逻辑硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[29/115]

30振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX电平的转换。TXD为强推挽输出管脚，RXD为输入管脚。管脚485CR为数据收发指示管脚，模块向外发送数据时管脚485CR输出高电平（强推挽），非发送时输出低电平。利用这一逻辑特性，当在UART外部连接RS485电平转换芯片时，发送指示管脚可作为半双工485芯片的收发控制管脚使用。当模块为RS485接口版本时，485CR管脚已在模块内部连接到了485芯片（VM311、VM411、VM511）。2.6数字接口2（IIC）VM5XX支持双向IIC总线和数据传输协议，支持最高100kHz的通讯速率。在总线中，VM5XX为从设备，与之通讯的上位机为主设备，主设备控制整个通讯过程。向总线发送数据的设备定义为发送器，接收数据的设备定义为接收器。总线必须由主设备来控制，由主设备产生串行时钟（SCL）、控制总线访问以及产生开始和停止信号（条件）。VM5XX设备通过SCL和SDA线与总线连接，两根数据线均为漏极开路，使用IIC接口时，需要外接4.7k的上拉电阻，与非3.3V单片机进行连接时，要注意逻辑电平的转换。2.6.1设备地址使用IIC总线时，VM5XX使用IIC专用的设备地址，设备的IIC地址默认为0xA0(160)，可通过特殊的UART接口指令来完成IIC地址的修改，修改后的地址永久保存。IIC地址修改指令为：$IICA=xxx\r

31需要注意的是，IIC地址必须为偶数，否则修改不能成功。2.6.2IIC协议硬件层信号类别及说明（1）总线空闲信号主设备仅能在总线空闲时才能发起一次IIC通讯。总线空闲的标志是：SDA和SCL均为释放状态（即：均为高电平）。（2）开始信号时钟线（SCL）为高电平时，数据线（SDA）出现由高变低的改变（下降沿）。（3）停止信号时钟线（SCL）为高电平时，数据线（SDA）出现由低变高的改变（上升沿）。（4）数据传输当出现开始信号后，总是在时钟线（SCL）为高时读取数据线（SDA）状态，作为1位数据。数据传输必须以字节为基本单位（即：8个时钟周期传输1字节）。（5）应答信号硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[30/115]

32振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX在每个字节传输完成后，收取（读取）数据的一方应在第9个时钟周期时在数据线（SDA）上输出低电平并保持，若SDA一直为高电平表示“非应答”信号。“非应答”信号一般表示接收数据的一方已完成预期的数据接收，以此信号通知对方结束下一字节传输，当主设备收到非应答信号后，应立即发送停止信号来结束本次通讯。IIC数据传输时序示意图2.6.3IIC时隙特性IIC信号时隙示意图2.6.4IIC写数据写数据的时序为：（1）主设备等待总线空闲；（2）主设备发送开始信号；（3）主设备发送从设备（VM5XX）7位设备地址+读写位（0），并读取从设备应答信号；（4）主设备发送1字节寄存器地址，并读取从设备应答信号；（5）主设备发送要写入的数据1字节（寄存器值高8位），并读取从设备应答信号；（6）主设备发送要写入的数据1字节（寄存器值低8位），并读取从设备应答信号；（7）从设备寄存器游标自加1，指向下一寄存器；（8）继续向从设备发送字节数据并读取从设备应答信号；（9）……硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[31/115]

33振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX（10）主设备发送停止信号，完成本次写操作。IIC写数据时序示意图2.6.5IIC读数据读数据的时序为：（1）主设备等待总线空闲；（2）主设备发送开始信号；（3）主设备发送从设备（VM5XX）7位设备地址+读写位（0），并读取从设备应答信号；（4）主设备发送1字节寄存器地址，并读取从设备应答信号；（5）主设备发送开始信号；（6）主设备发送从设备（VM5XX）7位设备地址+读写位（1），并读取从设备应答信号；（7）主设备读取1字节数据（寄存器值高8位），向从设备发送应答信号；（8）主设备读取1字节数据（寄存器值低8位），向从设备发送应答信号；（9）从设备寄存器游标自加1，指向下一寄存器；（10）继续读取从设备字节数据并向从设备发送应答信号；（11）……（12）主设备发送非应答信号，主设备发送停止信号，完成本次读操作。IIC读数据时序示意图（重新指定寄存器指针）VM5XX内部有一个寄存器地址指针，当模块收到设备地址+读取位（末位为1）后，依次输出指针指向的寄存器当前值，并在传输完成两个字节后自动将指针+1，指向下一个寄存器，以此实现连续的寄存器数据读写。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[32/115]

34振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XXIIC为同步串行接口，在VM5XX忙时进行IIC通讯可能造成通讯错误，故此在使用IIC接口时应同时对RTS管脚进行检测（RTS管脚输出逻辑1表示“忙”），仅在VM5XX空闲时发起IIC通讯。2.7传感器线圈接口传感器线圈接口由SEN+和SEN-两个管脚组成，分别连接到振弦传感器线圈两端，传感器线圈接口一方面将传感器激励信号传输给传感器，使传感器内部钢弦起振，另一方面将传感器微弱的返回信号传输给模块内的滤波放大电路进一步处理。通常情况下，传感器线圈不区分正负极，直接连接即可。注：当传感器激励方式设置为高压激励时，SEN+管脚会周期性（几百毫秒~几秒）输出高电压，在使用过程中应注意人员及外围电路的保护。2.8温度传感器接口温度传感器接口由TMP2和GND两个管脚组成，内部已连接有4.7K上拉电阻（VM4XX没有）。温度传感器接口是复用接口，可连接数字式温度传感器DS18B20或热敏电阻温度传感器，任意时刻，只允许连接某一种温度传感器（可通过对应的寄存器进行参数设置，详见“3.18温度传感器使用”）。2.8.1数字式温度传感器DS18B20的连接如下图示，DS18B20有三根管脚，分别为GND、VDD和DQ，三根管脚应分别与VM3XX模块GND、VDD、TMP2连接。GNGNVM3XXDS18B20DD模块温度传感器T13.3VDVDT2DQDS18B20数字温度传感器连接示意图2.8.2热敏电阻式温度传感器连接热敏电阻与模块温度测量接口有直接连接和间接连接两种方案，直接连接是热敏电阻两端与VM3XX模块的GND和TMP2（VM4XX为TEMP管脚）两个管脚连接，如下图a所示；间接连接是在模块外部搭建热敏电阻转电压的专用电路，将转换后的电压输出连接到模块的TMP2管脚，如下图b。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[33/115]

35振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX差分热GNGNVM3XXNTCVM3XX放敏DD模块热敏电阻模块大电T1T1电阻VDVD路DT2DT2（a）直接连接热敏电阻连接示意（b）通过差分电路转换连接示意差VDVD分热GNGNVM4XXNTCVM4XX放敏DD模块热敏电阻模块大电T1T1电阻路T2T2（a）直接连接热敏电阻连接示意（b）通过差分电路转换连接示意简单连接是利用TMP2管脚上的4.7K上拉电阻与热敏电阻进行分压，模块利用12位ADC采集热敏电阻的分压值，进而计算出电阻值，具有电路简单、方便快捷的优点，但也存在测量误差大以及连接线路过长时线路电阻的不利影响，若对温度测量精度要求较高，则应采用上述间接连接的测量方案（典型的是基于运放或仪表放大器的差分测量电路），将电阻值转换为驱动能力较强的电压后连接于TMP2管脚。间接连接电路设计时应使有效测温的输出电压在0~2.2V之间且最高输出电压不得高于VDD+0.3V。直接连接热敏电阻表现为较强的电阻特性而间接连接热敏电阻表现出较强的电压特性，模块针对这两种不同温度测量方案分别有对应的计算方法，使用不同的计算参数，详见后续章节“3.18温度传感器使用”。2.9通用模数转换接口模块集成了4路通用12位分辨率的电压信号采集接口，可自由连接要采集的模拟电压信号。ADC参考基准电压为2.2V，对应的采样电压范围为0~2.2V。ADC1、ADC2、ADC4管脚没有任何上、下拉电阻，ADC3具有一个10K的上拉电阻。ADC2在不同的硬件版本（型号）会有不同的用途，尽量不要使用，以保持与其它型号模块使用上的兼容性。在VM4XX中，ADC4已在内部与运放1的输出连接，直接受运放1的电路控制。运放2为独立运放，运放的输入、输出管脚均已引出，可以自由使用。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[34/115]

36振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX运放1A1+ADCA1-4A1OUT/AD04内核A2+A2-A2OUT运放2VM4XX内部运放连接框图2.10基准电压在VM3XX/VM4XX中管脚VREF是基准电压2.2V输出管脚，建议在VREF和GND之间接0.1µF和4.7µF的旁路电容，电容应尽量接近管脚放置。VREF提供最大3mA短路电流，负载在0~200uA范围内时线性误差10ppm/uA。模块内部多个功能使用VREF参考电压基准，若参考电压异常会导致多个参数测量误差，VREF管脚仅做为输出使用，尽量远离高频数字信号或噪声较大的模拟信号，严禁在此管脚外接具有电压驱动能力的电路。在VM5XX中管脚VREF是基准电压输入，模块内部已有校准机制，故无需连接专用的参考电压基准，直接连接到VDD即可，此管脚必须连接，不可悬空。2.11通用输入/输出接口VM3XX有3路GPIO接口，GPIO1为专用GPIO，GPIO2和GPIO3与IIC接口共用，当不使用IIC接口时（ADDR高电平），SDA切换为GPIO2功能，SCL切换为GPIO3功能。GPIO全部为漏极开路，当作为输出功能时，应外接上拉电阻或其它增强驱动能力的电路。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[35/115]

37振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX三、模块使用模块出厂时的默认参数值能够满足大部分振弦传感器的数据读取，无特殊情况不需要修改参数，只需从实时测量结果寄存器读取测量结果即可。若需要修改某些参数时，务必详细了解模块的工作原理和参数取值范围，错误的参数值可能导致模块无法正常工作，必要时请使用参数复位功能将参数恢复为出厂值。3.1模块启动3.1.1启动信息模块上电自行启动，初始化完成后输出如下启动信息（UART接口）VM3XX//模块系列名称HW:1.10//硬件版本号SF:1.01-170626-031//固件版本号Addr:001//模块地址SN=XXXXXXXXXX//模块机器码（序列号）3.1.2启动流程（1）读取存储的工作参数，进行参数校验，若校验错误则自动恢复为出厂值；（2）将参数加载到对应的寄存器；（3）若RST引脚为低电平则恢复寄存器值为出厂值；（VM3XX为TMP1管脚）（4）初始化各部分功能模块，期间检测各功能模块，发生错误时输出错误信息；（5）经由UART接口输出启动信息；（6）根据寄存器定义的工作模式，开始工作。根据模块上电时是否复位参数以及通讯速率不同，上电启动过程为50~100ms不等，建议在模块上电后100ms再开始向模块发起数据通讯操作。3.1.3获取版本信息及序列号向系统功能寄存器SYS_FUN写入功能码03，模块返回固件版本信息及唯一序列号，输出信息格式详见“3.1.1启动信息”。3.2模块复位（重启）以下几种情况（或操作）可使模块产生复位动作，重新启动。（1）硬复位：在模块正常工作期间，强制拉低RST管脚大于50mS（VM3XX/VM4XX）；（2）软复位：在模块正常工作期间，向寄存器SYS_FUN发送软复位指令0x01；（3）内核电压过低或受到强电磁干扰；硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[36/115]

38振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX（4）未知的非法参数设置，导致的工作异常；3.3恢复出厂参数设备内部存在三类系统参数，分别为：用户系统参数、出厂系统参数和默认系统参数。用户系统参数：也称“工作参数”，可修改可保存，每次上电时自动加载并按照此参数运行。在设备使用过程中对参数的修改、设备运行逻辑均是指用户参数，用户参数是使用最频繁的参数类别。出厂系统参数：保存于独立分区中的一组系统参数，仅当收到“恢复出厂参数”指令或者设备检测到用户参数异常而无法工作时才会读取并覆盖用户系统参数。出厂参数可使用特殊指令进行修改。设备出厂时此参数已由厂家进行了设置，建议不要修改（慎用）。默认系统参数：默认参数是仅能保证设备能完成基本通讯工作的一组系统参数，此参数为固定参数，用户无法通过任何途径修改。当恢复出厂参数后，内部判断设备仍无法正常工作时会自动加载默认系统参数，以使基本的数字通讯可以进行。用户参数出厂默认参数参数3.3.1恢复出厂参数有两种方法实现所有参数（寄存器）恢复为出厂值（1）硬件参数复位：在模块启动时，检测到参数复位管脚为低电平时复位参数为出厂值，在管脚电平未恢复为高电平前，模块一直处于暂停状态。复位后，由UART输出提示信息“KEY1\r

39”。VM3XX的参数复位管脚为TMP1VM4XX的参数复位管脚为RTSVM5XX的参数复位管脚为RST（2）软件参数复位：向寄存器SYS_FUN写入0x02。自动恢复出厂参数硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[37/115]

40振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX以下几种情况时，模块会自动恢复为出厂参数（1）参数CRC错误：上电过程中，检测到参数区校验码错误，自动恢复为出厂参数值，由UART输出提示信息“CRCErr\r

41”。（2）UART通讯速率错误：上电过程中，检测到参数BAUD值为非法的通讯速率值，自动恢复为出厂参数值，由UART输出提示信息“BAUDErr\r

42”。3.3.2修改出厂参数使用当前的用户参数写入到出厂参数区。此操作建议专业人员使用，普通用户不要轻易修改出厂参数。使用指令设置$STFC\r

43设备响应后返回字符串：OK\r

44也可向系统功能寄存SYS_FUN器写入0x0A实现相同的功能。3.3.2恢复默认参数将设备内部预先设置的一组固定参数加载到用户系统参数。指令如下：$STDF\r

45设备响应后返回字符串：OK\r

46也可向系统功能寄存SYS_FUN器写入0x0B实现相同的功能。3.4通讯协议通讯协议是上位机通过VM3XX模块支持的数字接口完成信息交互的数据格式、传输步骤、通讯速率等的一系列预先约定。上位机必须按照本章描述的通讯协议规则来完成与VM3XX的数据交互工作。寄存器机制VM3XX内部维护有若干寄存器，模块在寄存器参数值的控制下完成振弦传感器的测量工作。寄存器的值总是以整数形式存在，基本操作单位为“字”（2字节整数，大端模式），有掉电保存和掉电丢失两种类型（对应“读/写”和“只读”两种属性）。通过模块的数字接口可完成对寄存器的读取和写入（修改）操作。寄存器写（修改）寿命典型值为10万次，读取次数没有限制。数据模式寄存器数据值采用大端模式，数据的高字节保存在内存的低地址中，而数据的低字节保存在内存的高地址中，数据帧传输时先传输低地址字节后传输高字节。每个寄存器对应两个字节，硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[38/115]

47振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX则单个寄存器的值=低字节值*256+高字节值。使用握手协议在读写寄存器时，建议使用VM3XX模块的握手协议（非必须），当检测到模块空闲时发起寄存器操作（硬件握手详见“2.3.2硬件握手”，软件握手详见“3.7.2软件握手”）。且严禁在修改寄存器过程中断开模块电源，严重时会导致全部参数失效无法正常运行。冲突解决当模块收到上位机指令时原则上会立即处理并返回应答信息，若模块“正忙”时收到数字接口传来的指令时，VM3XX采用测量优先的原则，等待当前测量周期结束，才会执行指令并输出回复信息，所以经常会发生模块对上位机指令不及时响应的现象。不同的激励方法及延时读取参数会有不同的“忙”时长（详见“3.15测量时长与优化”），在发送指令后，若模块未能及时回复，则应根据实际参数值等待至少一个“忙”时长，再向模块发送下一指令。在模块未回复前，向模块发送多条指令没有意义，模块仅会响应最先收到的一条指令。模块空闲时收到UART指令时，会立即退出空闲状态触发一次传感器测量过程。当模块向传感器发送激励信号时若检测到数字接口正忙于发送数据，则会等待数字接口空闲后再开始发起一次激励。3.4.1UART通讯协议UART接口支持标准的工业MODBUS通讯协议（03、04、06、16指令码）和自定义的简单AABB协议以及$字符串指令集。前两种协议均支持基于模块地址和总线连接的一主多从应用结构，在总线中，VM3XX模块始终作为从机使用（被动等待指令，不主动上传数据，但“自动上传数据”和“软件握手”除外，详见后续对应章节说明）。建议使用专用的VMTool工具进行寄存器指令的生成和测试，关于VMTool的基本用法，请详见“第四章：参数配置工具的使用”。UART接口采用中断机制接收数据并以接收空闲时长作为一帧数据接收完毕的判断准则。接收空闲时长固定为10mS，即在收到最后一个字节开始计时，若超过10mS未收到新的数据即认为本帧数据传输结束，未超过10mS间隔或在模块“忙”期间收到的所有数据均被认为是同一帧数据。在模块内部，为UART接收建立了80字节的缓冲区，每帧数据首个字节保存于缓存开始位置，当一帧数据长度超过缓冲区字节数时，新收到的数据强制保存于缓存区最后一个字节位置。可根据下述通讯协议规则，读写寄存器。在使用MODBUS或AABB通讯协议时，请确认模块的软件握手处于关闭状态（默认）。同时注意频繁的数据通讯对测量速度的影响。（一）MODBUS通讯协议在MODBUS协议下，VM3XX内部所有寄存器被定义为“保持寄存器”（详见MODBUS通讯协议标准说明），模块支持基于MODBUS协议的多个连续寄存器读取、单个寄存器写入、多个连续寄存器写入三种指令，对应指令码分别为0x03（或0x04）、0x06、0x10。下面逐一说明每种指令码硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[39/115]

48振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX的指令和返回数据帧格式。（1）03/04（0x03/0x04）指令码：读取多个连续的寄存器数据，指令格式如下指令数据帧结构地址码功能码0x03开始地址寄存器数量CRC校验1字节1字节2字节2字节2字节返回数据帧结构地址码功能码0x03数据长度数据CRC校验1字节1字节1字节n字节2字节例：读取地址为0x01的模块寄存器值，寄存器开始地址为0，连续读取10个寄存器主机发送指令：0x010x030x000x000x000x0A0xC50xCD从机返回应答：0x010x030x140x000x010x000x600x000x000x000x000x000x000x000x010x010xF40x000x000x000x640x000xC80x5F0x8F（下划线为读取到的10个寄存器值）主机发送指令：0x010x040x000x000x000x0A0x700x0D从机返回应答：0x010x040x140x000x010x000x600x000x000x000x000x000x000x000x010x010xF40x000x000x000x140x140xC80xB70x62（下划线为读取到的10个寄存器值）读取多个连续寄存器时，单次读取不要超过64个寄存器，不要试图读取不存在的寄存器（地址大于63的寄存器）。（2）06（0x06）指令码：修改单个寄存器的值，指令格式如下指令数据帧结构地址码功能码0x06寄存器地址寄存器值CRC校验1字节1字节2字节2字节2字节返回数据帧结构地址码功能码0x06寄存器地址寄存器值CRC校验1字节1字节2字节2字节2字节例：将地址为0x01的模块中的寄存器8的值修改为100主机发送指令：0x010x060x000x080x000x640x090xE3从机返回应答：0x010x060x000x080x000x640x090xE3（3）16（0x10）指令码：修改连续的多个寄存器的值，指令格式如下指令数据帧结构硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[40/115]

49振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX地址码功能码0x10起始地址寄存器数量字节数寄存器值CRC校验1字节1字节2字节2字节1字节n字节2字节返回数据帧结构地址码功能码0x06起始地址寄存器数量CRC校验1字节1字节2字节2字节2字节例：修改地址为0x01的模块中0~31寄存器的值主机发送指令（16进制指令）：0110000000204000010060000000030000000101F4000000C8C8C800018235000503E800A005DC0640000500640000000A000A0004017703150000000003E80001000000000000A370（下划线数据为32个寄存器值）从机返回应答：0x010x100x000x000x000x200xXX0xXXVM3XX的UART接收缓存为80字节，向模块发送多寄存器写指令时，单帧指令长度不要超限。固件版本低于3.01的模块不支持连续多寄存器写指令，需要使用单个寄存器修改指令。（二）AABB通讯协议AABB通讯协议是一种非标准自定义协议，相较于MODBUS通讯协议，结构更简单，指令生成方法更容易，便于进行快速测试。AABB通讯协议支持单寄存器读写两种指令。（1）读取单个寄存器指令数据帧结构指令头0xAA0xBB地址码寄存器地址和校验2字节1字节1字节1字节返回数据帧结构指令头0xAA0xBB地址码寄存器地址寄存器值和校验2字节1字节1字节2字节1字节指令头：固定为16进制AABB地址码：VM3XX模块的地址（1~255，其中地址255为通用地址，详见后续“通用模块地址”说明）寄存器地址：要访问的寄存器地址（0~63），寄存器地址字节最高位是读写标志位，为0时表示读寄存器，为1时表示写寄存器。和校验：之前所有数据之和，0xAA+0xBB+地址码+寄存器地址，校验和超过255时，仅使用低字节。如下例中，校验和=0xAA+0xBB+0x01+0x08=0x016E，则只使用0x6E作为最终和校验码。例：读取地址为0x01的模块寄存器值，寄存器地址为8主机发送指令：0xAA0xBB0x010x080x6E从机返回应答：0xAA0xBB0x010x080x000x600xCE硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[41/115]

50振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX（2）修改单个寄存器指令数据帧结构指令头0xAA0xBB地址码寄存器地址|0x80寄存器值和校验2字节1字节1字节2字节1字节写寄存器指令中，寄存器地址字节的最高位应为1，即地址值与0x80做“或”运算。返回数据帧结构指令头0xAA0xBB地址码寄存器地址寄存器值和校验2字节1字节1字节2字节1字节例：修改地址为0x01的模块寄存器值，寄存器地址为8，修改值为100主机发送指令：0xAA0xBB0x010x880x000x640x52从机返回应答：0xAA0xBB0x010x080x000x640xD2（3）通用模块地址AABB通讯协议支持模块通用地址，无论模块的当前地址为何值，使用0xFF作为地址对模块发送读写指令，均可得到模块正确应答。例：使用通用地址，读取任一模块的寄存器8主机发送指令：0xAA0xBB0xFF0x080x6C从机返回应答：0xAA0xBB0x010x080x000xC80x36注：当总线上连接有多个模块时（通常为RS485总线），使用通用地址时总线上所有模块均会响应指令，导致指令无法正常使用。注：严禁在连接有多个VM模块的总线中使用通用地址修改模块地址。（4）特殊模块地址模块地址保存于寄存器ADDR.[7:0]，取值范围为1~255，这些地址中，255在AABB协议中作为通用地址使用，地址128（0x80）用于特殊用途，故此对模块地址进行修改时可使用的地址有：1~127、129~254，共253个。模块地址寄存器（0x00）位符号值描述默认值bit15:8暂未定义0bit7:01~254模块地址1（三）校验码算法无论是向模块发送指令还是接收模块返回的答应数据，均应严格进行数据校验。极少情况下，模块返回的应答数据会存在错误，通过数据帧的校验码验证可完全避免读取到错误的数据。（1）CRC16-MODBUS算法硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[42/115]

51振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XXunsignedintcrc16(unsignedchar*dat,unsignedintlen){unsignedintcrc=0xffff;unsignedchari;while(len!=0){crc^=*dat;for(i=0;i<8;i++){if((crc&0x0001)==0)crc=crc>>1;else{crc=crc>>1;crc^=0xa001;}}len-=1;dat++;}returncrc;}（2）和校验算法unsignedcharAddCheck(unsignedchar*dat,unsignedcharcount){unsignedchari,Add=0;for(i=0;i

52振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX$STFC设置出厂参数$STDF恢复默认参数注：字符串指令必须以回车结尾3.4.2通讯协议（IIC）IIC通讯协议本身即是基于设备地址和寄存器的物理层通讯协议，VM3XX使用IIC接口对传感器的访问，请遵循前述硬件接口时序及协议说明即可。IIC访问时使用与UART相同的寄存器地址，地址定义请详见“3.5寄存器概述”。需要注意的是寄存器的类型为“字”，占用2字节，在使用IIC读写寄存器时，读取和写入的字节数必须为偶数。IIC中的STOP信号是不可省略的，若省略则当次访问不会生效。向寄存器写操作时，在每次发送STOP后应延时10ms后再发起下次访问。通过IIC修改单个寄存器后会立即保存，而连续寄存器的修改不会自动保存（仅当时生效），下次上电自动恢复，若要保存所有寄存器的当前值，需要向FUN寄存器写入功能码0x0C（详见“7.1功能码汇总”）。IIC为同步串行接口，在IIC总线中作为从设备的VM5XX无法主动输出任何数据，本手册中所述的与自动上传有关的特性均是指UART接口。3.4.3主动上传测量数据（UART）默认情况下VM3XX模块总是以从机身份与主机完成数据交互，在这种主从结构中，VM3XX从不主动上传数据，可通过修改自动上传寄存器（ATSD_SEL）来实现模块主动输出测量数据功能，ATSD_SEL寄存器的每1位对应了一种数据类型，见下表。自动上传寄存器ATSD_SEL（0x07）位符号值描述默认值bit150/1系统运行错误码，数据前缀“$ER”0bit140/1传感器线圈电阻值，数据前缀“$RE”0bit130/1样本质量，数据前缀“$QU”0bit120/1频率值，数据前缀“$FR”0bit110/1频模值，数据前缀“$FM”0bit100/1温度值，数据前缀“$TE”0bit90/1输入电压/ADC01，数据前缀“$IV”0bit80/1激励电压，数据前缀“$SV”0bit70/1当前扫频频率值，数据前缀“$SF”0bit6:30/1暂未定义功能bit20/1复合信息bit10/1采样数据，数据前缀“$TS”“$TM”0bit00/1实时信号幅值数据，数据前缀“$AV”0注：主动上传数据破坏了主从通讯机制，为避免主动上传数据与响应主机指令的硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[44/115]

53振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX应答数据同时发送导致的冲突，当收到主机指令后会暂停自动发送5秒。当某位被设置为1时，模块通过UART接口主动上传数据。除实时信号幅值数据外，其它数据均在每次完成传感器频率计算及温度采集后自动以字符串形式上传。自动上传的数据以“$”开始，字符串结构为：$aa=bbbb-[cc]-[dd]\r

54$：固定符号aa：数据类型标识，见上表说明=：固定符号bbbb：数据值cc：数据单位，无单位数据为空dd：附加信息，当为信号实时幅值数据时，dd表示数据索引值\r

55：回车符实时信号幅值主动上传自动上传的实时幅值数据发送时间间隔为100ms，以大约10Hz的速率主动输出信号的实时幅值数据（若ATSD_SEL.[0]为1）。数据格式（字符串）：$AV=AAA%BBBB\r

56$AV：固定标识-实时信号幅值AAA%：信号幅值百分比值，数字部分固定为3位，不足时补0。BBBB：信号幅值索引号（值），每次开始测量时归零，最大9999。信号幅值数据举例$AV=65%07\r

57$AV=65%08\r

58$AV=60%09\r

59$AV=……$AV=23%230\r

60注：实时幅值主动上传功能开启时，尽量不要再向模块发送其它指令（关闭自动上传指令除外），严禁调用较为耗时的功能（如：读取版本信息、读取参数、保存参数等）。采样数据集主动上传采样数据主动上传与传感器频率值计算过程同时发生（若ATSD_SEL[1]为1），使用一帧数据连续输出采样到的所有原始值，之间用“|”分隔。采样数据举例$TM=000001\r

61数据倍值，以下所有数据*倍值=真实值$TS=xxxx.x|xxxx.x|……\r

62其它数据主动上传除上述两种自动上传数据外，其它自动上传数据均在传感器频率值计算完成后输出（若ATSD_SEL.[x]为1）。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[45/115]

63振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX举例$FR=1234.5Hz\r

64当前传感器频率值为1234.5Hz$FM=15239.9\r

65当前传感器频模值为15239.9,无单位$TE=28.6'C\r

66当前温度值为28.6℃自动上传与主从协议冲突解决当设置了自动上传功能，又需要向模块发送主从结构的MODBUS或AABB协议指令时，模块采用主从协议优先的原则，在自动发送过程中，若收到了主从指令，则自动上传立即暂停5秒钟。这样导致的一个现象是，当向模块发送了修改自动发送寄存器后（主从协议指令），并不会立即收到模块的自动上传数据，而是在约5秒后才会收到。3.5寄存器概述（汇总）VM3XX模块的工作过程完全依赖于寄存器（参数）值，寄存器是16位二进制表示的整数，分为可读可写寄存器与只读寄存器，可读写寄存器又分为掉电保存和上电复位两种类型，可以通过UART或IIC数字接口访问这些寄存器来修改模块各种参数，实现控制模块、与模块交互的目的。以下汇总表列出了所有寄存器及概要功能描述，更加详细的寄存器使用会在后续功能介绍时一一具体说明。不同的固件版本对寄存器的定义可能有微小不同，操作寄存器前应确认固件版本是否与本手册对应。寄存器总表（固件版本3.14）地址符号读写名称默认值单位0x00(0)ADDR读/写/存模块地址（UART）0x0001①0x01(1)BAUD读/写/存通讯速率（UART）0x0060100bps0x02(2)AUX读/写/存辅助功能寄存器0x00180x03(3)SYS_FUN读/写/复系统功能寄存器0x00000x04(4)预留暂未定义功能0x00000x05(5)WKMOD读/写/存工作模式0x00010x06(6)MM_INTE读/写/存连续测量时间间隔0x01F4ms0x07(7)ATSD_SEL读/写/复自动上传0x00000x08(8)RD_INTE读/写/存延时采样0x0064ms0x09(9)RD_COUNT读/写/存期望采样数量0x14C8个0x0A(10)EX_METH读/写/存激励方法0x00640x0B(11)预留暂未定义功能0x00000x0C(12)预留暂未定义功能0x00000x0D(13)HP_DUR读/写/存泵压时长0x03E8ms0x0E(14)HP_EXP读/写/存期望电压0x8096V0x0F(15)FS_FMIN读/写/存扫频下限0x03E8Hz0x10(16)FS_FMAX读/写/存扫频上限0x07D0Hz硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[46/115]

67振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX0x11(17)FS_STEP读/写/存扫频步进0x0005Hz0x12(18)FS_SCNT读/写/存扫频信号周期0xC80A个0x13(19)FIT_TYPE读/写/存软件滤波方法0x00000x14(20)FIT_COUNT读/写/存滤波样本数量0x000A个0x15(21)CAL_PAR1读/写/存粗差剔除参数因子0x00140x16(22)CAL_PAR2读/写/存优质样本数限制因子0x0004①0x17(23)AMP读/写/存信号放大倍数0x00010x18(24)FSG_TH读/写/存反馈渐进频率上下限0x1414Hz0x19(25)DAO_TH读/写/存模拟输出频率上下限0x2100百Hz①0x1A(26)TEMP_PAR1读/写/存温度计算参数10x0F6E①0x1B(27)TEMP_PAR2读/写/存温度计算参数20x00640.01①0x1C(28)TEMP_EX读/写/存温度传感器设置0x02020x1D(29)EXS_TH读/写/存信号质量限值0x0046%0x1E(30)SIG_TH读/写/存信号幅值上下限0x6400%，%0x1F(31)CRC只读参数CRC校验0x20(32)SYS_STA读/写/复系统状态寄存器00x21(33)SFV只读当前扫频频率0Hz0x22(34)SMP_QUA只读优质样本质量评定值0%0x23(35)S_FRQ只读传感器频率值00.1Hz0x24(36)频率模数高16位2F_REQM只读0100Hz0x25(37)频率模数低16位0x26(38)V_POW/ADC1只读输入电源电压/ADC0100.01V0x27(39)S_RES只读线圈电阻0Ω0x28(40)V_SEN只读实时激励电压00.01V0x29(41)TEMP只读温度值00.1℃0x2A(42)SMP_STD只读样本标准差0Hz0x2B(43)HQ_COUNT只读“优质”样本数量0个0x2C(44)%，%SIG_VAL只读信号幅值00x2D(45)%，%0x2E(46)GPIO读/写/复GPIO寄存器00x2F(47)ADC02只读通用模数转换AD值00x30(48)ADC03只读通用模数转换AD值00x31(49)ADC04只读通用模数转换AD值00x32(50)CH_STA只读0x33(51)CH01只读0x34(52)CH02只读多通道测量模块专用0x35(53)CH03只读当前正在测量的通道0x36(54)CH04只读和测量完成的通道值0x37(55)CH05只读③0x38(56)CH06只读0x39(57)CH07只读0x3A(58)CH08只读硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[47/115]

68振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX读：可读取；写：可修改；存：掉电不遗失；复：上电后复位为默认值不要修改预留寄存器（位）的上电初始值。①：这些寄存器（参数）在下次启动时生效②：实际值为0x8082，即：启用期望电压功能，期望电压为120V③：寄存器CH_STA.[7:0]实时显示正在测量中的通道,CH_STA.[15]表示是否已经完成了至少一次的所有通道的测量。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[48/115]

69振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX3.6模块地址操作（UART）将地址为0x01的模块地址修改为0x023.6.1修改已知设备地址的地址模块地址0x01MODBUS指令：0x010x060x000x000x000x020x080x0BAABB指令：0xAA0xBB0x010x800x000x020xE83.6.2读取未知设备地址的地址未知地址的模块仅可使用AABB协议的通用地址0xFFAABB指令：0xAA0xBB0xFF0x000x643.6.3修改未知设备地址的地址AABB指令：0xAA0xBB0xFF0x800x000x020xE6修改模块地址后，新的地址立即生效，收到的应答信息中的模块地址码部分是新的地址值。后续的指令应使用新的地址对模块进行操作。3.7通讯速率和软件握手（UART）3.7.1通讯速率VM3XX的UART接口支持9600~1382400bps通讯速率，通过设置寄存器BAUD.[13:0]来改变通讯速率，BAUD.[13:0]的单位为“每秒百位”或“百bps”。寄存器取值与对应的通讯速率如下表。UART通讯速率寄存器BAUD（0x01）位符号值描述默认值bit15是否启用软件握手协议功能0bit14是否忽略“测量正忙”标志而立即响应指令0值速率值速率969600bps（默认）1152115200bps12812800bps1280128000bps14414400bps1536153600bps19219200bps2304230400bpsbit13:028828800bps（NR）2560256000bps9638438400bps（NR）4608460800bps56056000bps（NR）9216921600bps57657600bps（NR）138241382400bps（NR）76876800bps（NR）通讯速率在下次启动时生效，非法的通讯速率值会引起参数恢复出厂值。NR为不推荐硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[49/115]

70振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX在条件允许情况下，尽量使用较高的通讯速率，缩短数据传输时间。在应用较高通讯速率前，请确认与VM3XX通讯的上位机是否具有高速率通讯能力，一般情况下9600bps是最为通用且所有串口设备均支持的通讯速率；大部分主流的串口设备在115200bps可以很好工作；少数串口设备支持921600bps；而1382400bps已经超出了绝大部分串口设备的通讯能力（包括计算机和一些高端的USB转串口数据线），尽量不要使用。注：关于UART通讯的其它参数（校验位、数据位、停止位），详见3.22辅助功能寄存器说明。3.7.2软件握手模块开始一次测量时，从UART接口主动发送XOFF信号（0x13），表示模块开始忙于测量数据，当测量完成时主动发送XON信号（0x11），表示模块本次测量完成，正处于空闲状态。在一主多从的总线应用中，严禁开启模块的软件握手功能。在开启模块的软件握手功能后，若需要向模块发送指令，建议UART的通讯流程为：首先等待模块返回XON信号（0x13），当收到XON信号或等待超时后立即向模块发送指令。3.7.3修改已知设备地址的通讯速率模块地址0x01，将波特率修改为115200bpsMODBUS指令：0x010x060x000x010x040x800xDB0x6AAABB指令：0xAA0xBB0x010x810x040x800x6B3.7.4读取未知设备地址的通讯速率未知地址的模块仅可使用AABB协议的通用地址0xFFAABB指令：0xAA0xBB0xFF0x010x65模块返回：0xAA0xBB0x010x010x000x600xC73.7.5修改未知设备地址的通讯速率AABB指令：0xAA0xBB0xFF0x810x040x800x69修改UART通讯速率后，新的值会在下次启动时生效，未重启之前模块会继续使用修改前的通讯速率。重启后应使用新的通讯速率与模块进行通讯。除上述模块地址、通讯速率寄存器外，其它所有寄存器的访问方法均相同，本手册不再一一举例。3.8系统状态硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[50/115]

71振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX3.8.1工作状态VM3XX模块有3种工作状态，分别为空闲状态、忙状态、休眠状态，模块自动完成空闲和忙两种状态的切换，当需要使模块进入休眠模式时，需要向系统寄存器SYS_FUN发送指令码0x0006或者字符串指令$SLEP\r

72（详见“3.21.6低功耗休眠”）。忙状态：模块正在进行传感器激励或正在采样传感器返回的频率数据，在忙状态下，管脚RTS输出高电平，在此期间应尽量减少频繁的通过数字接口对模块进行访问。空闲状态：模块“非忙”状态均可视为“空闲”。休眠状态：模块内核休眠以实现较低的电流消耗，数字接口可将模块从休眠状态唤醒。注：休眠后，模块检测到数字接口变化时自动唤醒，但当次的数据接收会不完整，模块仅在被唤醒后才能正常处理数字接口的指令。3.8.2运行状态寄存器SYS_STA内包含了VM3XX运行过程中的状态信息，通过读取此寄存器可以获取模块当前的工作状态以及是否发生了某种错误。系统状态寄存器仅在条件满足时将某些特定位置1，在读取并获取状态寄存器后应向其写入0来清除状态标志。运行状态寄存器SYS_STA（0x20）位符号值描述默认值Bit150/1未检测到有效线圈0bit140/1未检测到外接温度传感器0bit13:70预留，暂未定义功能Bit60/1扫频超时0bit50/1频率溢出0bit40/1测量完成0bit30/1信号质量低0bit20/1采样超时0bit10/1UART接收溢出0bit00/1指令校验错误0指令校验错误：收到错误的指令标志。UART溢出：UART收到的单帧数据超出了缓存大小（80字节）。采样超时：未完成指定数量的信号采集且采样过程超过了预定时长。信号质量低：信号质量未达到预期要求（寄存器EXS_TH）。测量完成：此位为1表示已完成一次测量，可以通过读取频率寄存器S_FRQ获得本次测量的频率结果。当为连续测量时，每次测量完成均会置位，当为单次测量时，仅当完成指定次数的测量后才会置位，用以表示单次测量完成（详见“3.9.2单次测量模式”）。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[51/115]

73振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX频率溢出：测量到的传感器频率超过了6553.5Hz，则此时真实频率值=测量值+6553.6Hz，详见“3.13.4频率计算与质量评定中实时频率值寄存器S_FRQ”。3.9测量模式模块有连续测量和单次测量两种测量模式，通过向测量模式寄存器WKMOD.[0]写入对应的值来切换工作模式，写入1使模块进入连续测量工作模式，写入0使模块进入单次测量工作模式。WKMOD.[15]用来设置是否在模块“忙”时禁用数字接口，当数字接口被禁用期间，模块不会收到任何经由数字接口传输的数据或指令，当数字接口不被禁用时，模块内部维持传感器测量优先的逻辑，收到的指令会在模块完成当次测量后得到响应，所以一般情况下，无需设置WKMOD.[15]为1，保持期默认值即可。工作模式寄存器WKMOD（0x05）位符号值描述默认值数字接口工作策略bit150从不关闭数字接口01忙时关闭数字接口0修改参数时同步更新到EEPROM①bit1401修改参数时不更新到EEPROMbit13:40预留0频模寄存器显示内容设置00显示频率模数bit3:11显示高分辨率频率值，分辨率：0.01Hz2~7暂未定义功能工作模式设置bit00将模块切换至单次测量模式11将模块切换至连续测量模式注1：当需要频繁的修改模块参数时，建议此位设置为1，以减少写操作对EEPROM寿命的影响。3.9.1连续测量模式在连续测量模式下，模块每间隔一定的时间自动进行一次传感器激励和数据读取操作，相邻两次测量的时间间隔由寄存器MM_INTE进行设置，单位为毫秒。连续测量时间间隔寄存器MM_INTE（0x06）位符号值描述默认值bit15:05~65535连续测量时间间隔，单位：mS500事实上，无论是连续测量模式还是单次测量模式，在每次向传感器发送激励信号之前均会硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[52/115]

74振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX等待MM_INTE毫秒，所以，连续测量时间间隔也称为“激励前等待时长”。3.9.2单次测量模式单次测量是指模块一直处于“空闲”状态，当收到单次测量指令后，立即启动单次测量过程的工作模式（因此，单次测量工作模式也可理解为“停止测量”）。在单次测量模式，每隔3秒在RTS管脚输出一次短促高脉冲（10ms）表示当前外于单次工作模式。四类指令可以触发一次单次测量。（1）使用专用$指令集指令通过UART接口向模块发送特定的单次测量指令$MSFR=x或者$MSFT=x。例：在单次测量模式下向模块发送单次测量指令：$MSFR=3\r

75模块开始完成3次测量，当完成后输出频率测量结果数据：$FR=1343.3Hz\r

76向模块发送单次测量指令：$MSFT=3\r

77模块开始完成3次测量，当完成后输出频率测量结果数据：$FR=1343.3Hz\t$TE=30.2’C\r

78（2）使用专用单次测量指令0xAAAA或0xAAAB通过UART接口向模块发送特定的单次测量指令，模块测量完成后主动上传频率和温度测量结果，指令格式为：指令数据帧结构指令头0xAA0xA?地址码功能码和校验2字节1字节1字节1字节返回数据帧结构指令头0xAA0xA?地址码功能码频率值/温度值和校验2字节1字节1字节2/4字节1字节指令头：固定为16进制AAAA或者AAAB两个字节，AAAA指令仅返回频率值，AAAB指令返回频率和温度值。功能码：0x1x、0x3x或0x7x，末尾“x”表示进行几次激励和读数操作。0x1x功能码表示直接进行x次测量读数，0x3x表示测量前清除历史数据（历史数据会影响到数据滤波，详见“3.14数据滤波”），0x7x表示测量过程中检测到传感器信号质量合格或者达到x次立即停止测量过程。当使用AAAA指令进行单次频率测量时，在指定的x次测量完成后会主动输出频率值（上述“返回数据帧”），若当前设置了滤波功能则输出频率值为x次的滤波值，若未设置滤波功能，硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[53/115]

79振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX则输出频率值为最后一次测量的实时频率值。频率值用2个字节表示，高字节在前，单位为0.1Hz。当使用AAAB指令进行单次频率测量时，在指定的x次测量完成后会主动输出频率值和温度值，若当前设置了滤波功能则输出值为x次的滤波值，若未设置滤波功能，则输出频率和温度值为最后一次测量的实时值。频率值用2个字节表示、温度值用2个字节表示。单次测量时，测量次数尽量>=3次，且推荐使用高压激励方法、开启历史数据滤波功能。若采用扫频法，可能首次测量失败，影响最终结果计算（若使用了历史数据滤波功能）。例：在单次测量模式下向模块发送单次测量指令：AAAA011368模块开始完成3次测量，当完成后输出频率测量结果数据：AAAA0113343AD6，则当前测量到的频率值为(0x34*256+0x3A)/10=1337.0Hz。向模块发送单次测量指令：AAAB011369模块开始完成3次测量，当完成后输出频率和温度测量结果数据：AAAB0113343A00F5CC，则当前测量到的频率值为(0x34*256+0x3A)/10=1337.0Hz，温度值为24.5℃。（3）向系统功能寄存器写入单次测量指令码使用数字接口，任意一种通讯协议，向系统功能寄存器SYS_FUN写入0x1x、0x3x或者0x7x指令码，触发一次单次测量。使用这种方法时，模块遵循主从通讯机制，在完成测量后不会主动上传数据，可以通过读取系统状态寄存器SYS_STA.[4]来判断当前是否已经完成了本次单次测量，并在检测到完成时读取频率寄存器S_FRQ获得本次测量的频率结果。例：在单次测量模式下使用MODBUS协议向模块发送单次测量指令：0106000300133807模块返回MODBUS应答数据：0106000300133807模块开始完成3次测量，当完成后不输出任何信息，需要读取SYS_STA.[4]来判断测量是否完成。（4）直接读取频率寄存器S_FRQ在单次测量模式下使用MODBUS或AABB通讯协议读取频率寄存器S_FRQ，VM模块执行0x73指令码，并根据使用的通讯协议返回寄存器值。单次测量指令举例（模块地址为0x01）单次测量指令模块应答备注说明AAAA011368AAAA011335B350进行3次测量并返回频率值清空历史频率值后进行3次测量并AAAA013388AAAA013335B471返回频率值。检测到合格的返回信号后立即停AAAA0173C8AAAA017335B4B1止测量并返回频率值（最多测量3次）。进行3次测量并将频率值保存于频①01060003001338070106000300133807率寄存器。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[54/115]

80振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX清空历史频率值后进行3次测量并①01060003003339DF01060003003339DF将频率值保存于频率寄存器。检测到合格的返回信号后立即停①010600030073382F010600030073382F止测量并将频率值保存于频率寄存器（最多测量3次）。①AABB01830013FCAABB010300137C①AABB018300331CAABB010300339C①AABB018300735CAABB01030073DC01030023000175C001030235B0AEA0检测到合格的返回信号后立即停止测量并返回频率值（最多测量3AABB012389AABB012335B06E次）。注1：此条数据是模块对修改系统功能寄存器指令的标准应答（非频率值）。斜体字为模块返回的频率值。3.10振弦传感器测量流程如下图所示，VM3XX的测量过程分为激励、采样、计算三个大的步骤，每个大的步骤内又可拆分成数个子过程。在连续测量模式，计算完成后立即重新开始一次新的测量过程，而在单次测量模式时，仅会在收到单次测量指令后才会触发指定次数的测量过程，测量完成后进入待机等待状态，等待指令。激励：采用高压脉冲或低压扫频方法向传感器发送激励信号，使传感器钢弦发生自振。本模块支持十种激励方法。采样：采集多组传感器钢弦自振产生的正弦信号。计算：将采集到的传感器信号进行质量评定、平差运算，计算得到传感器钢弦振动频率值。激励采样计算激励前等待激励采样前等待采样分析评估计算空闲忙振弦传感器测量流程VM3XX模块测量的一般流程为：（1）检测传感器是否接入；（2）延时一段时间硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[55/115]

81振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX（3）向传感器线圈发送特定的激励信号，使传感器钢弦产生自振；（4）延时一段时间，等待传感器返回信号稳定；（5）检测传感器线圈返回的信号，当信号符合预定要求时进行质量评定及结果运算；（6）读取温度传感器；（7）将运行状态及计算结果更新至相应寄存器。（8）若设置了自动上传数据，则主动发送指定的数据。3.11传感器接入检测模块可实时检测传感器线圈的接入状态，如前所述，当未检测到传感器接入时，RTS管脚输出10Hz的周期电平信号（高电平50ms，低电平50ms）。传感器是否接入的判断标准是传感器线圈电阻的值，线圈电阻值保存于寄存器S_RES中。当检测到SEN+和SEN-管脚之间电阻值位于50Ω~10kΩ之间时，认为传感器已接入；当电阻值小于50Ω时，应检查SEN+和SEN-是否短路；当电阻值为10kΩ~30kΩ时应检查传感器接入是否接触良好；当电阻值为30kΩ以上时，基本可以判断为未连接传感器。默认情况下，仅当检测到有效的传感器接入后，模块才会向传感器发送激励信号，并完成振弦传感器频率读取工作。寄存器EX_METH.[4]定义了是否忽略传感器接入检测而强制发送激励信号功能，详见后续激励方法中EX_METH寄存器说明。线圈电阻值寄存器（0x27）位符号值描述默认值bit15:00~65535传感器线圈电阻，单位：欧姆03.12传感器激励方法VM3XX支持三种基本激励模型（方法）和三种基于基本方法的定制（组合）激励方法，通过修改寄存器EX_METH.[3:0]来完成激励方法的选择，EX_METH[4]用于设置是否忽略传感器的接入检测而强制发送激励信号。三种基本激励方法分别为：高压脉冲激励法、步进低压扫频法、渐进低压扫频法，三种定制激励方法分别为：频率反馈固定频率扫频法（高压脉冲激励法+步进低压扫频法）、频率反馈区间频率扫频法（高压脉冲激励法+渐进低压扫频法）、分段渐进低压扫频法（4个频段）。激励方法寄存器EX_METH（0x0A）位符号值描述默认值bit15:70预留，不可写入非0数据0第一激励法定义（仅“反馈激励法”时有效）bit6:530第一激励法：高压脉冲硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[56/115]

82振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX1第一激励法：段域扫频-自定频段2第一激励法：全频段扫频法（VM6XX默认）3高压优先，全频段扫频备用（VM5XX默认）是否强制发送激励信号bit40仅在检测到传感器接入后发送激励信号01强制发送激励信号（忽略传感器是否接入）激励方法定义①1高压脉冲激励法2步进低压扫频法3渐进低压扫频法4频率反馈固定频率扫频法（默认，推荐）5频率反馈区间频率扫频法bit3:048分段渐进低压扫频法-自定频段（FMIN~FMAX）9分段渐进低压扫频法-第1频段（300~1500Hz）10分段渐进低压扫频法-第2频段（1500~2700Hz）11分段渐进低压扫频法-第3频段（2700~3900Hz）12分段渐进低压扫频法-第4频段（3900~5100Hz）①13全频段扫频法（FMIN~FMAX）①默认值仅是为了与以往固件保持一致，当前版本推荐的方法是第一激励法为全频段扫频法、激励方法为反馈固定频率或反馈渐变频率扫频法。3.12.1高压脉冲激励法高压脉冲激励法HPM（HighVoltagePulseExcitationMethod）。向振弦传感器发送单个瞬时高压脉冲信号，使钢弦产生自主振动的方法。在高压脉冲激励法中，以VSEN为电压源，将低电压抬升至高压（一般100V~200V之间）的过程称之为“泵压”，泵压后的高压值及向传感器释放的电量与泵压持续时长、泵压源电压等参数有关。VM3XX可产生30~180V的高压脉冲激励信号，采用独立管脚由外部连接VSEN，以实现一定程度的高压定制功能，其它条件不变情况下，较高的VSEN电压可以获得较高电压的激励信号。过高的电压激励信号可能会影响振弦传感器使用寿命还会使传感器产生自振后“强迫振动”时间变长，见“3.13信号检测中有关强迫振动的解释”。泵压时长寄存器HP_DUR（0x0D）位符号值描述默认值bit15是否智能提前终止泵压过程1达到期望电压后立即结束泵压过程00使用固定时长完成泵压过程bit14:120预留，暂未定义功能0bit11:00~4095泵压过程持续时长。单位：ms1000期望电压寄存器HP_EXP（0x0E）位符号值描述默认值是否启用期望电压限制功能bit1510不启用期望电压调节功能硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[57/115]

83振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX1启用期望电压调节功能bit14:80预留，暂未定义功能0泵压过程中，模块努力维持的电压值。bit7:00~240150单位：V例：若希望高压泵压时维持在100V，则应设置此参数为0x8000+0x0064=0x8064(32868)注意：当振弦传感器线圈电阻小于300欧姆时，激励电压严禁超过150V。根据测试经验，使用80V~180V的高压脉冲激励信号均能使振弦良好起振，为不影响传感器寿命，在满足测量需求前提下，应尽量利用HP_EXP寄存器使高压激励信号维持在一个尽量低的电压值，高电压有可能烧毁传感器线圈。无论是高压脉冲激励还是低压扫频激励，最近一次传感器激励时加载到传感器上的实际电压值均可通过读取寄存器VSEN_RT获取，单位为0.01V。激励电压值寄存器VSEN_RT（0x28）位符号值描述默认值bit150预留，暂未定义功能0最近一次传感器激励时加载到传感器bit14:00~24000上的实际电压值。0单位：0.01V（或10mV）3.12.2步进低压扫频法低压步进频率扫频法LSF（LowVoltageStepFrequencySweepingMethod）是指使用低电压向传感器线圈发送周期脉冲激励信号，当激励信号频率与传感器钢弦自振频率接近时，钢弦产生自振。低压扫频时VSEN电压即是扫频电压。步进低压扫频法是在一个指定的频率区间（指定起始频率值和终止频率值），以固定频率间隔的步进输出指定周期的低压扫频激励信号。与步进低压扫频法有关的寄存器有：起始频率寄存器（FS_FMIN）、终止频率寄存器（FS_FMAX）、频率步进寄存器（FS_STEP）以及单步扫频信号周期数量寄存器（FS_SCNT）。测量过程详见“3.15测量时长与优化”。起始频率寄存器FS_FMIN（0x0F）位符号值描述默认值bit15:130预留，暂未定义功能0bit12:0300~8000扫频激励的起始频率值。单位：Hz1000终止频率寄存器FS_FMAX（0x10）位符号值描述默认值bit15:130预留，暂未定义功能0bit12:0300~8000扫频激励的终止频率值。单位：Hz2000频率步进寄存器FS_STEP（0x11）硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[58/115]

84振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX位符号值描述默认值bit15:80预留，暂未定义功能0bit7:00~255相邻扫频激励信号频率差。单位：Hz5推荐的取值为5~20，优先设置为5或10Hz单步扫频信号周期数量寄存器FS_SCNT（0x12）位符号值描述默认值固定频率扫频时输出的扫频激励信号200bit15:80~255周期数。单位：个渐进频率扫频时每步扫频激励信号输bit7:00~25510出的周期数。单位：个固定频率扫频时推荐值为：50~100渐进频率扫频时推荐值为：5~20当前扫频频率寄存器SFV_RT（0x21）位符号值描述默认值bit15:130预留，暂未定义功能0当前正在进行的扫频信号输出过程正bit12:00~8000在使用的频率值。0单位：Hz此寄存器为只读，由模块刷新内容注：步进低压扫频法时，每个步进激励信号输出均认为是一次完整的激励过程，即：在每个步进激励后均会进行一次传感器返回信号检测、采样、计算。其它几种激励方法均是在整个激励过程完成后才进行上述操作。3.12.3渐进低压扫频法低压渐变频率扫频法LGF（LowVoltageGradualFrequencySweepingMethod）。在一个较短时间内（一般不超过1000mS）向传感器输出由低变高的渐变低压频率激励信号。与步进低压扫频法有关的寄存器有：起始频率寄存器（FS_FMIN）、终止频率寄存器（FS_FMAX）、频率步进寄存器（FS_STEP）以及单步扫频信号周期数量寄存器（FS_SCNT）。上述寄存器解释及取值含意与步进低压扫频法相同，需要注意的是在步进低压扫频时是在每个步进激励完成后均进行一次传感器返回信号检测，而渐进低压扫频法是在整个激励过程完成后才进行传感器返回信号检测，故此应特别注意整个过程的耗时（1000ms以内），过长的时长极有可能导致传感器自振结束，模块无法正确获取传感器返回信号。详见“3.15测量时长与优化”。3.12.4频率反馈固定频率扫频法频率反馈固定频率扫频法FFF（FrequencyFeedbackFixedFrequencySweepingMethod）。首次激励时采用预先指定的“第一激励法”，对传感器返回信号进行采样、评估、计算等操作，若信号质量达到预定值（寄存器EXS_TH.[7:0]），则以后的激励自动改为固定频率的低压扫频法，激励信号的频率即是最近一次计算得到的传感器频率值。在低压扫频过程中，当检测到信硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[59/115]

85振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX号质量低于预定目标时，自动切换为预先指定的“第一激励法”对传感器进行激励。以上步骤周而复始。预定信号质量寄存器EXS_TH（0x1D）位符号值描述默认值bit15:120预留，暂未定义功能0用哪种数据作为信号质量的评判标准0采样评定质量值1信号幅值平均值（推荐）bit11:802剩余优质样本百分比值3样本标准差-全部4样本标准差-优质信号质量门限值，等于或高于此值即表示信bit7:00~10070号质量达到要求。注：本参数与其它相关参数配合，即可实现多条件判断规则，如：将剩余样本限制寄存器CAL_PAR2设置为2，本寄存器设置为EXS_TH=0x0050，即可实现优质样本必须大于期望样本数量的50%，且采样评定质量必须大于80%。3.12.5频率反馈区间频率扫频法频率反馈渐变频率扫频法FFG（FrequencyFeedbackGradualFrequencySweepingMethod）。首次激励时采用预先指定的“第一激励法”，对传感器返回信号进行采样、评估、计算等操作，若信号质量达到预定值（寄存器EXS_TH.[7:0]），则以后的激励自动改为渐进低压扫频法，在激进低压扫频法中，起始频率和终止频率自动设置为最近一次计算得到的传感器频率值（中心频率值）上下各20Hz（默认值，可通过修改寄存器FSG_TH修改频率区间上下限）。在低压扫频过程中，当检测到信号质量低于预定目标时，自动切换为预先指定的“第一激励法”对传感器进行激励。以上步骤周而复始。反馈区间频率扫频上下限FSG_TH（0x18）位符号值描述默认值bit15:80~255扫频频率下限距离中心频率差值，单位Hz20bit7:00~255扫频频率上限距离中心频率差值，单位Hz203.12.6分段渐进低压扫频法分段渐变频率扫频法SGF（SegmentalGradualFrequencySweepMethod）由用户指定或由模块预设扫频的起始和终止频率值，模块自动将频率范围均分为4个小的频段分别进行扫频和传感器信号探测。当频率范围是由用户指定时，应修改寄存器FS_FMIN和寄存器FS_FMAX，当频率范围由模块决定时，模块会将振弦传感器可能的频率（300Hz~5000Hz）分为4个大的频段，分别为300~1500Hz、1500~2700Hz、2700~3900Hz、3900~5100Hz，通过激励方法寄存器硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[60/115]

86振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XXEX_METH.[3:0]的值来决定使用哪一频段，模块在指定的频段内使用低压扫频的方法向传感器发送激励信号。对于选定的某一预定频段，模块在发送激励信号过程中继续将每个频段分为间隔为300Hz的4个小段，分别采用渐进低压扫频法发送激励信号并读取传感器返回信号，记录每一次的返回信号质量和频率计算结果，将4组数据中质量最好的频率值作为当前测量结果。分段渐进低压扫频法较为耗时，每次测量3~5秒，在此过程中，模块始终处于“忙”状态，不会响应数字接口指令（仍然可以接收指令），使用此功能前，需将延时读取寄存器设置为0mS，并设置频率步进FS_STEP和输出周期寄存器FS_SCNT，推荐值为RD_INTE.[11:0]=0，FS_STEP=5Hz，FS_SCNT=10个，当传感器频率低于500Hz时，为满足单个频率渐变激励信号持续时长不超过1000ms的原则，应将FS_STEP增大或FS_SCNT减小。此激励方法较为耗时，若要中断扫频过程，可向系统功能寄存器SYS_FUN发送指令07，立即结束当前测量过程，跳转到下次测量过程。3.12.7全频段扫频法全频段扫频法FFS（FullFrequencySweepingMethod）由用户指定扫频的起始频率值FS_FMIN和终止频率值FS_FMAX，模块自动由低频向高频扫描，当检测到传感器返回的信号质量达到预定标准时（详见“EXS_TH寄存器”）立即退出并读取传感器返回的信号，将信号计算为频率值更新到实时频率寄存器。假设指定扫频范围为全频段（300Hz~5000Hz），步进FS_STEP=5Hz，FS_SCNT=10个，则全频扫描完成大约需要12秒（最长时长，当扫描到传感器信号时自动中止）。推荐寄存器取值寄存器符号推荐值描述FS_FMIN300扫频起始频率为300HzFS_FMAX5000扫频终止频率为5000HzFS_STEP5扫频步进为5HzFS_SCNT200*256+10固定频率扫频输出200个信号渐变频率扫频每步输出10个信号EXS_TH.[11:8]0以传感器返回信号采样质量为评判标准EXS_TH.[7:0]70信号质量门限值为60%激励方法中的后几种（频率反馈固定频率扫频法、频率反馈区间频率扫频法和分段渐进低压扫频法、全频段扫频法）仅是基于前三种基本激励方法的有限组合应用，根据前三种基本方法，还可以有其它很多种不同组合的激励方法，通过相关参数控制、测量结果反馈自由定制，以适应不同的实际需要。此激励方法较为耗时，若要中断扫频过程，可向系统功能寄存器SYS_FUN发送指令07，立即结束当前测量过程，跳转到下次测量过程。3.13信号检测与分析计算3.13.1延时采样硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[61/115]

87振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX如下图示，振弦传感器钢弦起振后，信号强度在短时间内迅速达到最大，然后在钢弦张力及空气阻力作用下逐渐恢复静止。我们可将整个振动过程分为起振、调整、稳定、消失几个阶段，上述几个阶段中，起振和调整阶段的振动又叫做强迫振动，稳定与消失阶段合称为自主振动。强迫振动：是指传感器的输出波形受到激振信号的影响，所输出的振动信号不是十分稳定且不能完全代表自身自振频率的振动。自主振动：以传感器钢弦自有的振动频率进行有规律的振动（谐振）。起振调整稳定消失强迫振动自主振动为了得到传感器真实的频率值，需要对自主振动期间的周期信号频率进行采样、计算。故此，当完成对传感器的激励后，需要有一段延时才开始对传感器返回信号进行采样，这个延时长度受读取延时寄存器RD_INTE的数值控制。读取延时寄存器RD_INTE规定了激励后的延时时长以及是否由模块根据上一次测量计算得出的信号质量来调整本次延时长度。RD_INTE.[11:0]中的数值决定激励信号发送后延时多长时间再开始传感器返回信号采样，时长的单位由RD_INTE.[14]来定义，可以是“毫秒值”或“信号个数值”。RD_INTE.[15]用于设置是否采用智能延时时长调整功能，当RD_INTE.[15]为1时，若上次测量信号质量未达到预计要求时，模块自动调整本次延时寄存器的延时时长值为设置值的1/2时长。相较而言，采用高压激励方法对传感器进行激励后的传感器强迫振动时间比采用低压扫频法时更长，所以建议在使用低压扫频激励方法时，将采样延时寄存器设置为0。即：若使用高压脉冲法激励传感器，激励完成后需要延时一会儿才开始采样，低压扫频法激励传感器时，激励完成后可以立即开始采样，无需等待。读取延时寄存器RD_INTE（0x08）硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[62/115]

88振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX位符号值描述默认值读取延时方法设置0一直使用固定的延时时长bit150根据上一次测量返回信号质量，动态调整1本次延时时长延时单位bit140延时单位为：mS01延时单位为：个（返回信号周期个数）bit13:120预留，暂未定义功能0bit11:00~4095读取等待延时时长值1003.13.2信号幅值检测信号幅值是指传感器产生自振后输出的原始信号经过滤波放大处理后的信号幅度大小，用百分比表示，即：用百分数表示传感器返回信号强弱的表征方法。将信号幅值按照百分比形式定义为0%~100%，90%~100%表示信号过强，60%~90%为优良，40%~60%时即可得到较高精度的采样值，接近或低于30%为较差或无信号。测量过程中不同阶段均会测量信号幅值，传感器被激励后的首个返回信号幅值存储于SIG_VALH.[15:8]，开始采样时的信号幅值存储于SIG_VALH.[7:0]，采样结束时信号幅值存储于SIG_VALL.[15:8]，三个信号幅值的平均值存储于SIG_VALL.[7:0]。若平均信号幅值大于90%，则可能存在返回信号过盈。信号幅值的高低直接影响到传感器频率的可信度。信号幅值受激励信号影响较大，若检测到信号幅值不理想，则应设法调整传感器的激励方法、调整激励电压来进行改善。当设置了自动上传信号幅值时，经由UART接口输出测量到的实时信号幅值，详见“3.4.3主动上传测量数据”。信号幅值实时值寄存器SIG_VALH（0x2C）位符号值描述默认值bit15:80~100激励后首个信号幅值，单位：%0bit7:00~100采样时首个信号幅值，单位：%0信号幅值实时值寄存器SIG_VALL（0x2D）位符号值描述默认值bit15:80~100采样结束时信号幅值，单位：%0bit7:00~100平均信号幅值，单位：%0注：仅硬件HW1.20或之后版本可以使用信号幅值功能，较旧版本此值无效。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[63/115]

89振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX3.13.3信号检测与采样VM3XX内部构建有根据振弦传感器特征的信号检测、有效性检测机制，仅信号幅值位于预设的合理区间时，才会进行数据采样，当完成足够数量的样本采样后立即进行信号质量分析计算，得到频率、频模值及多个信号质量表征值更新于对应的只读寄存器内，读取这些寄存器值，即可得到当前测量结果数据和信号质量。有两个事件可使模块终止（或完成）数据采样，一为采集到了RD_COUNT.[8:0]指定数量的样本，二为采样数量未达到但采样时长超时RD_COUNT.[15:9]（默认为1000mS）。信号幅值限制寄存器SIG_TH（0x1E）位符号值描述默认值bit15:80~100信号幅值上限，单位：%100bit7:00~100信号幅值下限，单位：%0在信号采样过程中，每个信号发生时均会检测当前信号的幅值，当信号幅值大小位于SIG_TH规定的上下限之间时，才会被真正采样作为一个有效样本数据。SIG_TH的默认值为0x6400，即上限为100%，下限为0%，所有数据均认为是“有效”的。传感器返回信号良好前提下，为了达到采集尽量多的幅值适中信号的目的，应设置此寄存器，一般上限为90，下限为50（0x5A32）。本模块在采样计算过程中还有另外的样本错误剔除规则，即便不进信号幅值限制也会在剔除计算时将异常数据剔除，故此通常情况下使用默认值不会对测量结果造成太大影响，详见“3.13.4频率计算与质量评定”。3.13.4频率计算与质量评定运用采集到的若干信号样本数据，首先估算得到一个频率值，称为“伪频率值”；然后在模块异常数据剔除算法模型中，以寄存器CAL_PAR1的值作为主要判定参数，每个采样值与伪频率值进行运算，将不符合要求的异常数据进行剔除，剩余数据被认定为“优质”样本；原始样本标准差、优质样本标准差分别保存于寄存器SIG_STD.[15:8]和SIG_STD.[7:0]中，优质样本数量更新到寄存器HQ_COUNT中，优质样本质量评定值保存于寄存器SMP_QUA中，最终的传感器频率值和频模值分别更新到寄存器S_FRQ和寄存器F_REQM。当剩余“优质”样本数量低于CAL_PAR2限制或标准差过大时，本次测量样本质量评结果强制为0%。预期采样数量寄存器RD_COUNT（0x09）位符号值描述默认值bit15:91~127采样超时时长，单位100ms0/10bit8:00~300期望的采样数量200RD_COUNT是组合参数寄存器，包含了预期采样数和采样超时两个参数，RD_COUNT.[8:0]规定了预期的采样数量，RD_COUNT.[15:9]定义了采样超时时长，若采样过程中超过此时间时仍未完成预期数量的采样，则强制结束采样过程。采样超时时长单位为100ms，参数取值范围为1~127（即：最大超时长可以为127*100ms=12.7秒），当超时长设置为0时，使用默认超时时长1000ms。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[64/115]

90振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX理论采样时长与传感器频率、预期采样数有关，传感器频率越低、预期采样数量越多，则理论采样时长应该越长，正确的超时时间应设置为理论采样时长的1.5倍左右。预期采样数量理论采样时长=×1000ms传感器频率值当传感器频率未知时，应预估一个较低的频率（如500Hz），假若预期采样数量为200个，200个则理论采样时长为×1000=400??，则超时时长=400*1.5=600ms。500??误差限制寄存器CAL_PAR1（0x15）位符号值描述默认值粗大误差数据剔除方法bit15:120中值比例剔除01标准差剔除（拉依达准则）数据剔除因子当数据剔除方法为中值比例剔除时将伪频率值(单个采样值−伪频率值)>()???_???1bit11:00~100的采样数据剔除20当数据剔除方法为拉依达法则时，将大于CAL_PAR1*标准差的采样数据剔除（常规为3倍标准差）以能保证全部采集数据90%以上通过为宜剩余样本限制寄存器CAL_PAR2（0x16）位符号值描述默认值当异常数据剔除完成后剩余的“优质”样本数量过低时放弃频率计算及采样质量评bit15:00~100定（强制为0%）。4期望采样数量门限数量=???_???2信号综合质量寄存器SMP_QUA（0x22）位符号值描述默认值bit15:80预留，暂未定义功能0bit7:00~100传感器返回信号综合质量。单位：%0信号综合质量：也称为“样本数据质量评定”或“采样数据质量评定”，此数据是对“优质”样本的质量评判，因最终频率结果是由“优质”样本计算得出，故SMP_QUA的值能够反映出本次频率结果的可靠度及可信度。样本质量用百分数表示，一般情况下，样本质量为50%及以上时的频率值能够代表传感器真实的频率，低于50%则认为频率值可信度较差或不可信，在模块使用过程中，尽量使用样本质量在85%以上的频率值做为最终结果。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[65/115]

91振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX优质样本是个相对概念，优质样本的数量直接受期望误差寄存器CAL_PAR1影响，较为宽松的期望误差会增加优质样本数量，但也会将误差较大的采样值引入频率的计算过程，反之亦然。优质样本数量、采样质量评定结果、信号幅值、标准差都是测量结果精度高低的表征量，需要综合考量。传感器频率值寄存器S_FRQ（0x23）位符号值描述默认值1000~最近一次测量得到的传感器读的频率值bit15:0065535单位：0.1Hz（100.0~6553.5Hz）读取超过6553.5Hz频率时会产生寄存器溢出，则实际频率=测量值+6553.5Hz频率溢出时，寄存器SYS_STA的bit5自动置位为1.传感器频模值寄存器F_REQM（0x24-0x25）位符号值描述条件默认值①bit31:16F_REQM_H频模值高16位320~2WKMOD.[3:1]=00①bit15:0F_REQM_L频模值低16位②bit31:16FRQ_H0~频率值高16位WKMOD.[3:1]=10②bit15:0FRQ_L655350频率值低16位注1：频模值=频率值（Hz）*频率值（Hz）/1002频模值=频模值高16位*65536+频模值低16位。频模值单位为：百Hz。注2：频率值=（FRQ_H*65536+FRQ_L）/100Hz注2：因计算过程精度取舍不同，当显示为高精度频率值时的显示结果会与S_FRQ寄存器显示结果有较小差异。读取实时测量结果的频率值时，若测量值与传感器标称频率相差过大时，应读取运行状态寄存器SYS_STA.[5]，判断是否产生了频率寄存器溢出，若SYS_STA.[5]为1，真实的频率值应等于(S_FRQ/10+6553.5)Hz。频模的值不受频率溢出影响，直接读取即是真实值。优质样本数量寄存器HQ_COUNT（0x2B）位符号值描述默认值bit15:90预留，暂未定义功能0采样数据进行异常样本剔除后剩余的样本bit8:00~3000数量。单位：个。样本标准差寄存器SIG_STD（0x2A）位符号值描述默认值bit15:80~255原始样本标准差，单位：Hz0bit7:00~255优质样本标准差，单位：Hz0当前频率的数值可信度可由以下几种方法来判断：（1）平均信号幅值大于60%，优质样本数量大于预期采样数量的50%且不低于50个，优质样本评估值大于80%。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[66/115]

92振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX（2）优质样本数量大于预期采样数量的50%且不低于50个，优质样本评估值大于80%。（3）优质样本评估值大于80%。3.14数据滤波以下所述滤波方法仅对频率值寄存器S_FRQ起作用。数据滤波是指对临近的多次测量结果进行平滑过滤的数据处理方法（递推滤波）。通过设置滤波方法寄存器FIT_TYPE.[3:0]来指定滤波方法，滤波样本数量寄存器FIT_COUNT.[7:0]用来指定参与计算的历史数据个数。仅当采样数据质量评定结果为大于0的值时，才会将新值纳入滤波样本，即：若新的测量采样数据质量评定结果为0，否则滤波结果会继续沿用上次值（寄存器S_FRQ的值无变化），当不使用任何滤波方法时，寄存器S_FRQ为每次的实时测量结果，不受采样数据质量评定值的影响。VM3XX支持4种历史数据滤波方法，分别为：中值滤波法、算术平均滤波法、中位值平均滤波法、加权平均滤波法。历史数据基于每次测量结果的递推存储，在内部维护有一个预定数量的历史数据序列，每次测量完成后的频率实时值存入序列，并将最旧的数据舍弃（FIFO先入先出），使用这些历史数据进行滤波计算，计算结果作为最终频率值更新到寄存器S_FRQ。历史数据序列在每次模块启动时清空，当模块处于单次测量模式时，单次测量指令码0x3x也会将历史数据序列清空。（1）中值滤波法：对指定数量的历史数据进行排序，取位于中间位置的值作为最终值。（2）算术平均滤波法：指定数量的历史数据的平均值作为最终值。当数据读取出现随机错误的机率比较大时，建议不要使用这种滤波方法，随机出现的错误数据在一段时间内均会参与滤波计算，影响此段时间内的滤波结果。（3）中位值平均滤波法：对指定数量的历史数据进行排序，去掉最大值和最小值，剩余数据计算平均值作为最终值。可以有效剔除偶尔出现的错误数据。（4）加权平均滤波法：回溯指定数量的历史数据，时间点越接近当前时间的数据权重越大（当前值权重最大），根据不同权重计算平均值作为最终值。滤波方法寄存器FIT_TYPE（0x13）位符号值描述默认值bit15:40预留，暂未定义功能0历史数据滤波方法0不进行历史数据滤波（默认）1中值滤波法bit3:002算术平均滤波法3中位值平均滤波法（推荐）4加权平均滤波法滤波样本数量寄存器FIT_COUNT（0x14）位符号值描述默认值硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[67/115]

93振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XXbit15:80预留，暂未定义功能0bit7:03~30使用多少个历史数据进行滤波运算10历史数据滤波功能适用于对某一固定传感器频率进行长时间测量的应用场景，必须有足够多的历史数据（测量足够多次）才能逐渐显现滤波效果。当被测传感器不唯一或需要快速得到测量结果时，则应关闭历史数据滤波功能或通过调整参数使模块测量速率增高（比如每秒5次测量，详见“3.16快速测量”），以便在较短时间内能够进行多次测量完成滤波。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[68/115]

94振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX3.15测量时长与优化不同的激励方法、延时参数值设置会导致传感器测量时长不同，下面仅以三种基本激励方法进行时长分析，另外三种组合激励方法均可通过这三种基本激励方法推导得出。（１）单次高压脉冲法160VfHPHzHPFRQpHP%DCPDF高压放电tMMmstHPmstRDmscountRDINTEDURINTECOUNT延时泵压延时读取1TMMHPRDms1000SGLINTEDURCOUNTfsen（２）步进式低压扫频法4~5VtMMINTEmsffSFVMINtRDmsINTEcountRDCOUNTcountFSSCNT延时激振延时读取4~5VtMMINTEmsffSFVFSMINiSTEPtRDmsINTEcountRDCOUNTcountFSSCNT延时激振延时读取......4~5VtMMmsfftRDmscountRDINTESFVMAXINTECOUNTcountFSSCNT延时激振延时读取硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[69/115]

95振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX10001000TMMFSRDmsSGLINTESCNTCOUNTffSFVsen10002000FSffSCNTMAXMINTTOTALMMINTERDCOUNTms1fffFSsenMINMAXSTEP（３）渐进式低压扫频法4~5VMMffFSifRDcountRDINTEMINMINSTEPMAXINTECOUNTcountFScountFScountFSSCNTSCNTSCNT延时激振延时读取n1000TFSmsFORSCNTfi1i2000FSffffMAXMINTmsSCNTMAXMIN1n1FORffFSFSMINMAXSTEPSTEPffFSiMINSTEP10002000FSffSCNTMAXMINTSGLMMINTERDCOUNTms1fffFSsenMINMAXSTEP注意事项：传感器起振后，输出信号会持续一段时间，为避免传感器未恢复平稳前进行下次激振，在每次激振前会有一段强制延时时间，可以通过寄存器MM_INTE来设置延时时长，单位为ms。渐进式低压扫频法中，总激振时间????不得大于1000ms。传感器起振后，延时一段时间再读取信号频率有利于提高精度。对同一传感器不同时间的测量，此延时时间应相同，不同的延时时间得到的传感器频率值会有小幅变化。读取信号时，样本数量与最终精度有直接关系，样本数量与读取时间成正比。过于频繁的高压激振对传感器寿命有一定影响，建议在低压扫频可用时使用低压扫频方法对传感器进行激振。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[70/115]

96振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX3.16快速测量（10Hz）快速测量是上一节“测量时长与优化”的一种具体应用，通过时间参数合理设置，可以实现快速频率激励、读取，最高可达每秒10次或更高。具体各寄存器设置如下：寄存器名称符号值备注说明激励方法EX_METH4频率反馈固定频率扫频法期望采样数量RD_COUNT20每次测量采样20组传感器信号连续测量间隔MM_INTE0相邻两次测量不等待采样延时RD_INTE0激励后立即采样，不等待单频输出周期FS_SCNT30输出30个周期的低压激励信号质量门限EXS_TH70采样质量低于70%时使用高压激励一次自动输出ATSD_SEL0x3000非必须，测量完成后自动输出结果其它未列出寄存器使用出厂默认值下图为实际测量“时间-频率”曲线图，在5秒左右时间内，完成了约50次振弦传感器频率测量。时间-频率曲线（10Hz）快速测量即是使用尽量少的等待时间、尽量快速的激励信号、尽量少的采样数据来缩短单次测量时间，是以损失测量精度为代价的，在以上参数条件下，振弦读数精度约2Hz（传感器频率1355Hz，静置实测）。传感器在周期外力作用下的的动态频率测量（15Hz）硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[71/115]

97振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX当希望以尽量快的速率进行传感器激励和数据读取时，应使用测量结果的自动上传功能，若仍使用主从指令实时向模块发送读取指令来获取数据一方面会严重影响模块的测量工作效率，另一方面，因为模块“忙”时无法回复指令，在高频测量时，存在指令同步问题无法实时返回每一次的测量结果，仅可读取到少量的实时数据。自动上传功能在每次上电开机时均会复位，需要发送指令重新设置，详见“3.4.3主动上传测量数据”。在某些极端参数下（如本节的高速测量），模块可能因为大部分时间处于“忙”状态而不会响应每一条收到的指令，此时应尝试多次发送指令的方法并结合指令应答数据的判断来确认模块是否响应了外部指令。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[72/115]

98振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX3.17低压扫频频率自校准*此功能在固件版本3.14及之后已取消，改为内部自校准。当使用低压扫频法对传感器进行激励时，输出扫频信号周期与传感器自振周期越接近，传感器的起振效果越好。模块在输出扫频激励信号时，不可避免的存在输出信号周期与预设频率预期有一定的差异，导致扫频率频率输出不准确影响对传感器的激励效果。VM3XX/4XX模块出厂时已对扫频输出频率做了校准，无异常时无需修正。当需要修改时，可通过向系统功能寄存器写入特定指令码完成修正参数进行清空、自修正、查看频率误差操作。自校准必须在读取频率准确前提下完成，自校准操作步骤如下：1.将传感器拆除（传感器线圈与模块分离）；2.设置强制激励（EX_METH.[4]=1）；3.向模块发送0xC0指令码清除已有校正参数；4.向模块发送0xC1指令码完成参数校正（此过程约3~5秒）。指令码（16进制）功能描述0xC0清除扫频频率修正参数，即：输出扫频信号时不进行修正频率①0xC1自检测并自动计算出修正参数后存储0xC2自检测扫频频率，并输出检测结果注1：恢复出厂参数操作不会影响扫频频率修正参数；对于0xC2指令，模块会返回字符串信息。1000Hz=998.1Hz5000Hz=4965.4Hz//自测频率误差结果3.18传感器返回信号质量优化不同厂家、不同型号的振弦传感器，在相同的激励条件下产生的信号幅值会有所不同，传感器的输出信号幅值（强度）和合适的信号放大倍数必须相互配合，才能完成理想的频率读取。振弦传感器自振后输出微弱的正弦波信号，可以有两种途径优化传感器的信号质量，一为调整激励电压，使传感器能够良性起振，二为改变模块的信号放大倍数。3.18.1激励电压优化在模块出厂默认信号放大倍数、默认参数前提下，若仍无法获取理想幅值的传感器信号，则应首先调整激励电压值。当使用高压脉冲激励法时，在没有超出模块泵压能力前提下设置预期电压寄存器HP_EXP即可实现激励电压的调整，当超出模块泵压能力时，则必须调整管脚VSEN的输入电压来实现。当使用低压扫频时，仅可通过调整VSEN管脚的输入电压来进行激励电压调节。VSEN电压值不得超过20V，使用高压激励时，高压值不得超过220V。注：高压激励不是电压越高越好，在满足传感器激励前提下，尽量使用较低的激励电压，高压激励有可能永久性损坏振弦传感器线圈（线圈烧毁）。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[73/115]

99振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX3.18.2信号放大倍数（1）使用电阻调节信号放大倍数出厂时，模块已设置为适用于大部分传感器的激励电压和对应的放大倍数，通常情况下不需要进行调整，若在默认放大倍数下时仍无法获取理想的信号（详见“信号幅值”章节），则说明传感器的起振不良，需要从根源查找传感器的原因，必要时升高模块对传感器的激励电压，若修改激励电压后仍不能达到预期信号幅值，则可基本断定传感器的质量较差，建议更换传感器，而不是单一的调整信号放大倍数。信号放大倍数通过电阻RA来调节或者通过动态AMP放大倍数软件动态修改。放大电阻与放大倍数关系表放大电阻RA备注说明放大倍数VM311VM40120k50050k100070k12000100k1500VM3XX默认60k150k1800120k240k2100180k400k2400240k900k2700300k无3000VM4XX默认（2）使用动态参数调节信号放大倍数此功能需要专用硬件电路支持，适用于VM4XX/5XX/6XX/7XX支持。设置AMP.[15]为1启用放大功能，修改后的值在下次启动后生效，若模块没有对应的硬件，则会输出“AMPErrx”的错误提示。动态放大倍数寄存器AMP（0x17）位符号值描述默认值是否使能动态放大倍数功能bit150不启用01启用bit14:50预留，暂未定义功能0bit4:00~31放大倍数级别15放大级别值与放大倍数关系放大放大放大放大放大放大放大放大级别倍数级别倍数级别倍数级别倍数030877516155024232011009870171650252420220010960181750262510硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[74/115]

100振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX33001110501918302726104400121150201930282710548013125021203029280065801413502221303029007675151450232220313000以上放大级别对应的放大倍数不是精确值3.19温度传感器使用VM3XX模块支持外接温度传感器，通过设置寄存器TEMP_EX的值来选择外接温度传感器的类型，通过读取寄存器TEMP来获取实时的温度传感器测量值，温度计算参数寄存器TEMP_PAR1和TEMP_PAR2是温度计算参数。TEMP_EX.[6:0]定义了外接温度传感器类型，TEMP_EX.[7]定义了是否在启动时智能检测温度传感器类型，当传感器类型为热敏电阻时，TEMP_EX.[15:8]用于定义热敏电阻的标称阻值，单位为KΩ，TEMP_PAR1.[12:0]是热敏电阻的关键参数B值，此值请向热敏电阻厂商索要，寄存器TEMP_PAR2是温度转换系数，用于将原始采样值转换为电阻值。当外接为数字温度传感器DS18B20时，寄存器TEMP的值即是读取到的温度值。当外接为热敏电阻时，VM3XX模块实时采集热敏电阻的电阻值并根据预设的B值和标称电阻值计算温度值，温度值保存于寄存器TEMP（有符号整数），单位为0.1℃。1T1=??…………热敏电阻阻值-温度计算公式log(?)1+??2T1：当前温度值，单位：K度RT：当前电阻值，模块实时测量得到R：标称电阻值，由电阻厂商提供T2：阻值为标称电阻时的温度值，单位K度（一般为常数：273.15+25）B：热敏电阻关键参数，由电阻厂商提供由“热敏电阻阻值-温度计算公式”可知，当外接为热敏电阻时，需要首先获取正确的热敏电阻的当前电阻值才能运用公式计算出当前温度，如前所述（“温度传感器接口”章节），热敏电阻有直接连接和间接连接两种方式，两种连接方式的电阻值计算方法不同。????×?0×??????_???2R=×…………AD值-电阻计算公式（直接连接）4096×???−????×??100????×??????_???2R=×…………AD值-电阻计算公式（间接连接）4096100上式中：R0是模块内部上拉电阻，固定为4700Ω（VM4XX模块需要外接）；AD是实时采集到的AD值；VREF是参考电压，固定为2200mV；VDD为内核电压，固定为3300mV。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[75/115]

101振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX为了能够得到正确的热敏电阻实时电阻值，当采用直接连接热敏电阻测量方式时，模块利用内部的分压电阻可计算出热敏电阻的电阻值，表现出很强的电阻驱动特性，此时（TEMP_PAR2/100）应该是一个接近于±1.00的电阻修正系数，而采用间接连接热敏电阻时，由于差分电路输出电压驱动能力很强，模块内部分压电阻已失去作用，此时TMP2管脚电压完全受控于差分测量电路，表现出很强的电压驱动特性且电压与电阻呈线性关系，此时需要根据实际的差分电路对寄存器TEMP_PAR2进行修改，以实现电压-电阻正确转换，（TEMP_PAR2/100）的单位应为mv/Ω。直接连接热敏电阻量程及分辨力标称测温范围（VM5XX）1K-20~120-40~1202K-6~200-30~2003K1~220-23~2205K10~250-15~250其它阻值或温度范围可定制对于间接连接的热敏电阻，温度范围完全由外部转换电路决定，不受上表所列温度范围限制。外部温度传感器类型寄存器TEMP_EX（0x1C）位符号值描述默认值bit15:81~255NTC标称电阻值，单位：KΩ2*是否智能检测温度传感器类型bit70否01是外接温度传感器类型0无外接温度传感器（实时采集内核温度）bit6:01DS18B2022热敏电阻（直接连接-电阻特性）3热敏电阻（间接连接-电压特性）*智能检测功能可自动检测出外部连接的是哪种类型的温度传感器，可检测出DS18B20、热敏电阻或未连接任何温度传感器，当检测完成后会自动设置TEMP_EX.[6:0]为对应的值，目前尚不能检测出外接热敏电阻的连接方式（直接连接或间接连接），若采用了间接连接热敏电阻，应将TEMP_EX.[7]设置为0、TEMP_EX.[6:0]设置为3。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[76/115]

102振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX温度计算参数寄存器TEMP_PAR1（0x1A）位符号值描述默认值bit15:130预留，暂未定义功能0bit12:01000~8000热敏电阻B值，由电阻厂商提供3950温度计算参数寄存器TEMP_PAR2（0x1B）位符号值描述默认值电阻转换系数，单位：0.01当热敏电阻为间接连接时-32768bit15:0电压值（mV）*TEMP_PAR2*0.01=电阻值100~32767当热敏电阻为直接连接时采样电阻值*TEMP_PAR2*0.01=电阻值温度值寄存器TEMP（0x29）位符号值描述默认值温度寄存器值=温度值*10-32768bit15:0单位：0.1℃，即：读取TEMP寄存器的整数0~32767值后，除以10即是温度值注：当外部温度传感器类型寄存器TEMP_EX为0时，温度值寄存器内的值为模块内核温度。3.20通用GPIO的使用寄存器GPIO.[15:8]用于设置GPIO为输入或输出，模块在每次上电后，所有GPIO默认为输入状态，通过设置GPIO.[15:8]寄存器的相应位可将某个（些）管脚切换为输出。读取寄存器GPIO.[7:0]可获得管脚电平状态，向寄存器GPIO.[7:0]写入数据可改变管脚电平输出状态，当管脚配置为输入时，向GPIO.[7:0]写入数据被模块忽略，当管脚配置为输出时，读取到的管脚状态没有意义。通用输入/输出设置寄存器GPIO（0x2E）位符号值描述默认值GPIO8~GPIO1输入输出设置对应位为1时表示对应的GPIOx为输出bit15:8对应位为0时表示对应的GPIOx为输入0当管脚为输入或非GPIO功能时，模块会忽略写入的任何值bit7:0GPIO8~GPIO1状态读取及输出电平设置0注：此寄存器在固件3.14及之后版本已取消3.21通用ADC的使用硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[77/115]

103振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX寄存器ADC01~ADC04分别对应模块的管脚ADC1~ADC4，模块实时转换ADC管脚上的电压值并更新到对应的寄存器内，模块采用2.2V参考电压，12位精度AD转换，故转换后的AD值0~4095对应管脚电压0~2.2V。VM311模块中，已将ADC1用于采集模块输入电压（寄存器V_POW），并进行了数值转换；VM301模块的ADC1可以自由使用，但需要对寄存器数值进行反向转换为AD值；VM401没有引出ADC1管脚，寄存器ADC01内存储的是内核温度AD值。ADC寄存器汇总说明寄存器功能描述名称VM301VM311VM401VM5XXADC1/VPOWAD值=输入电压值无意义无意义（当前值-20）*1.69256①ADC212位AD值无意义无意义VDD电压值ADC312位AD值无意义12位AD值无意义ADC412位AD值12位AD值12位AD值无意义①：没有对应输入管脚，此寄存器值无意义值。AD转换寄存器V_POW/ADC01（0x26）位符号值描述默认值bit15:120预留，暂未定义功能0bit11:00~244012位数据0实际AD值=（当前值-20）*1.69256AD转换寄存器ADC02（0x2F）位符号值描述默认值bit15:120预留，暂未定义功能0bit11:00~409612位AD值0AD转换寄存器ADC03（0x30）位符号值描述默认值bit15:120预留，暂未定义功能0bit11:00~409612位AD值0AD转换寄存器ADC04（0x31）位符号值描述默认值bit15:120预留，暂未定义功能0bit11:00~409612位AD值0AD值与电压值的转换公式为：??值电压值=×2200??40963.22辅助功能寄存器硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[78/115]

104振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX辅助功能寄存器AUX（0x02）位符号值描述默认值UART数据位数定义0bit1508位19位UART停止位数定义001位bit14:1311.5位22位UART校验方法定义00无，不校验bit12:111奇校验2偶校验bit10:50预留，暂未定义功能bit41使能休眠功能1bit31半功耗模式10禁用振动避让功能bit201使能振动避让功能0禁用信号纹波滤除功能bit101使能信号纹波滤除功能0禁用模拟输出功能bit001使能模拟输出功能3.22.1UART通讯参数此功能可设置UART通讯接口的校验位、数据位和停止位三个参数。校验位：设置AUX.[12:11]为0表示不使用校验位，设置AUX.[12:11]为1表示使用奇校验，设置AUX.[12:11]为2表示使用偶校验。数据位：设置AUX.[15]为0表示8位，为1表示9位。停止位：设置AUX.[14:13]为0表示停止位为1位，为1表示停止位为1.5位，为2表示停止位为2位。UART通讯参数举例数据位停止位校验寄存器AUX值（二进制）备注81无00000XXXXXXXXXXX91无10000XXXXXXXXXXX81.5无00100XXXXXXXXXXX“X”表示82无01000XXXXXXXXXXX与UART参数无关91.5无10100XXXXXXXXXXX92无11000XXXXXXXXXXX81奇00001XXXXXXXXXXX硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[79/115]

105振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX91奇10001XXXXXXXXXXX81.5奇00101XXXXXXXXXXX82奇01001XXXXXXXXXXX91.5奇10101XXXXXXXXXXX92奇110010000000000081偶00010XXXXXXXXXXX91偶10010XXXXXXXXXXX81.5偶00110XXXXXXXXXXX82偶01010XXXXXXXXXXX91.5偶10110XXXXXXXXXXX92偶11010XXXXXXXXXXX3.22.2频率值模拟量输出此功能仅适用于V3.14或更高固件版本的读数模块。读数模块支持将当前实时频率值以模拟量形式从DAO+和DAO-管脚输出，模拟量有电流和电压两种输出形式。为了使用此功能，需要将辅助功能寄存器AUX.[0]设置为1，并且设置模拟量所代表的频率值范围，DAO_TH.[15:8]为频率上限，DAO_TH.[7:0]为频率下限，单位均为“百Hz”，此寄存器默认值为0x2100，即模拟量的最大值和最小值分别代表3300Hz和0Hz（不同版本的固件此默认值可能不同，请根据需要自行修改这两个参数）。模拟量输出频率范围DAO_TH（0x19）位符号值描述默认值bit15:81~80模拟量最大值对应的频率值33bit7:01~80模拟量最小值对应的频率值0模拟量输出特性模拟量范围模块型号模拟量类型单位分辨率下限上限电压01000mVVM3X1/VM4X11/8000电流01mA电压03300mVVM5X11/4000电流020mAVM5X1有两个电压输出管脚，DAO1输出电压范围为0~3300mV，DAO2输出电压范围为DAO1电压两倍（即：0~6600mV）。当为电流输出时，0~20mA由DAO1流向DAO2。使用建议：建议在使用模拟输出时同时连接SIG管脚，用以判断当前传感器信号是否有效，仅在信号有效情况下采集DAO管脚的电压或电流。采集到的模拟量转换为频率值的公式为：硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[80/115]

106振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX(??????−??????)×???=??????+???????上式中：?：当前频率值，单位Hz??????：预先设置的模拟量最小值（0）对应的频率值DAO_TH.[7:0]*100Hz??????：预先设置的模拟量最大值对应的频率值DAO_TH.[15:8]*100Hz??：输出的模拟量值（电压值或电流值）。?????：模拟量理论最大值。当为电压输出时，VM3X1/VM4X1取1000mV、VM5X1取3300mV。当为电流输出时，VM3X1/VM4X1取1mA、VM5X1取20mA。例：使用VM511模块，模拟量为电压输出，DAO管脚电压为0.616V，则此时振弦传感器的频率值为：(??????−??????)×??(3000??−1000??)×616???=??????+??=1000??+??=1373.33Hz?????3300??3.22.3信号纹波滤除*此功能用于滤除振弦传感器返回信号及电源中包含的小幅值纹波干扰信号，避免纹波信号被采集到频率采样数据中。通过将寄存器AUX.[1]设置为1使能此功能。此功能会将传感器返回信号中幅值较低的信号一并滤除，仅适用于传感器返回信号较强的情况，可一定程度上提高信号采样质量。传感器返回信号较弱时启用此功能会导致无法采样到频率数据。注：此功能在下次启动时生效。3.22.4振动避让仅在振弦传感器内部钢弦处于静止状态时才向线圈发送激励信号。在钢弦静止状态时向其发送激励信号，有利于钢弦的良好起振，可以得到质量更高的采样数据。通过将寄存器AUX.[2]设置为为1使能此功能。当启用此功能时，读数模块会在激励前抑制钢弦的振动并等待振动完全停止。3.22.5半功耗在模块空闲时关闭一些非必须硬件资源，从而达到节省电流消耗的目的，约可节省一半电流（对于VM501，VDD电流可从45mA降低到25mA）。设置AUX.[3]为1启用此功能，设置为0关闭此功能。3.22.6低功耗休眠在收到休眠指令后，完成当次测量后立即进入低功耗的休眠模式，休眠模式下，VDD电流可降1mA左右，当收到数字接口任意数据后自动唤醒。此功能会使硬件看门狗失效，存在模块意硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[81/115]

107振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX外死机（受到强电磁干扰或者电压不稳定、参数设置错误等）而无法自动复位恢复的隐患。设置AUX.[4]为1启用此功能，设置为0关闭此功能，开启此功能后必须重新启动方可生效。一次休眠与唤醒的流程如下：（1）使用任意通讯协议，向系统功能寄存器SYS_FUN发送指令码0x06或者使用专用字符串指令$SLEP\r

108。（2）模块在收到指令后关闭所有无关功率开关，进入低功耗休眠状态。（3）能过数字接口，向模块发送任意数据，模块自动唤醒，并输出“WakeUP\r

109”。（4）模块被唤醒后继续休眠前的工作（首先返回对指令码0x06的响应信息）。（5）等待其它指令。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[82/115]

110振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX四、参数配置工具的使用通常情况下，在计算机端对模块进行测试、读写时，可使用一些通用的免费工具完成，如基于MODBUS通讯协议的调试工具MODSCAN、通用串口调试助手等，这些工具可以通过网络搜索下载使用，在此不再一一列举。4.1VMTool概述VMTool是专门为振弦模块VM3XX开发的用于指令生成、参数读取、配置、模块测试、实时数据读取的工具，具有模块版本识别、参数导入导出等实用功能，可以在不了解模块通讯协议情况下实现模块的快速使用，另外，VMTool还提供了通用串口调试、MODBUS测试、实时数据曲线绘制、数据存储、数据网络发布等附加功能，这些功能可以作为小型的数据管理软件来使用，详情请咨询我们技术人员（0316-3093523400-096-5525info@geo-ins.com）。不同版本所针对的模块固件不完全相同，请选择适合模块固件的专用版本程序。VMTool默认运行界面如下图所示，主界面由标题栏、指令区、参数区、实时数据区、功能扩展区、状态栏等几部分构成。标题栏：位于界面顶部，显示了程序名称和版本信息以及适用的模块固件版本提示。指令区：位于主界面左侧，包含了串口设置、参数读取、参数写入、参数导入导出等功能按键，对模块的实际操作均在此区完成。：端口连接状态指示器，红色表示端口处于连接状态。：数据发送指示器，蓝色表示正在向VM3XX发送数据。：数据接收指示器，红色表示收到了VM3XX的数据。参数区：显示了从模块读取到的各种参数信息，可在此区域进行参数修改、选择等操作，然后使用指令区按键完成对模块的操作。实时数据区：以只读形式显示了模块返回的实时数据（传感器频率、信号质量、温度等）。功能扩展区：位于界面最右侧，默认不显示，可通过双击界面右侧的扩展条切换显示状态。状态栏：实时显示VMTool的多种运行状态，如串口连接、收发情况，指令发送及模块交互提示等。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[83/115]

111振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX指令区参数区实时数据区VMTool主界面（默认精简）4.2准备工作（1）将VM3XX模块的RS232（或RS485）接口与计算机的COM端口连接；（2）连接振弦传感器及温度传感器到VM3XX的对应接口（非必须）；（3）连接模块电源（DC5~12V）；4.3VMTool基本功能在进行以下操作或任何点击按钮发送指令的操作前，请尽量保持【自动读取】复选框为非选中状态，避免向模块同时发送指令的冲突。4.3.1模块的连接与断开在指令区的【COM端口】组合框内操作完成。【端口】下拉框：列出了本计算机当前已经存在的所有COM端口名称，若与模块连接的端硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[84/115]

112振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX口名称未在下拉框中列出，还可通过手工输入端口名的方法自由输入。【速率】下拉框：包含了常用的通讯速率，选择与模块通讯速率相同的项即可（默认为9600bps）。【搜索】按钮：使用所有可能与模块连接的COM端口及通讯速率进行指令探测，自动搜索出当前连接有VM3XX模块的端口并自动设置为正确的通讯速率。【连接模块】按钮：使用当前【端口】下拉框的“端口名称”和【速率】下拉框的“速率值”执行“连接模块”操作。详见下述。（一）搜索模块点击【搜索】按钮，程序开始尝试使用所有可能的端口和通讯速率向模块发送测试指令字，状态栏显示“正在搜索COMxx通讯速率值”的提示，当发现模块正确的回复字时，停止搜索，状态栏显示“搜索完成COMxx通讯速率”，若整个搜索过程均没有收到正确的模块回复，则状态栏显示“搜索完成未发现”。若【搜索】按钮右侧复选框为选中状态，则在搜索到模块后会自动进行以下的连接模块操作。（二）连接模块若未使用上步中的搜索功能或搜索失败，则需在【端口】下拉框内选择计算机上与模块连接的COM端口名称，在【速率】下载拉框内选择通讯速率（VM3XX模块默认为9600bps），点击【连接模块】按钮，即可完成与模块的连接（假设此前已完成了模块和计算机的数字接口物理连接且模块处于正常工作状态）。连接模块时，VMTool完成COM端口连接、模块版本读取、模块参数读取三项工作。（1）COM端口连接：根据选择的端口名称及通讯速率，打开计算机COM端口，建立与VM3XX的通讯渠道。若一切正常，则在状态栏会有类似“COM39600N81已连接”的提示，若连接过程发生错误，则会弹出提示框，提示发生错误。端口连接及错误提示框（2）模块版本读取：若【连接时自动读取版本信息】复选框为勾选状态，则自动向模块发送固件版本读取指令，并等待返回版本信息，详见“4.3.2固件版本读取”小节。（3）模块参数读取：若【收到版本信息时自动读取参数】复选框为勾选状态，则在收到上步返回的版本信息后自动向模块发送参数读取指令，并等待模块返回参数数据，详见“4.3.3模块参数读取”小节。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[85/115]

113振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX（三）断开模块处于连接状态时，【连接模块】按钮文字内容显示为“断开模块”，此时点击此按钮即可实现VMTool与模块的断开。处于断开状态时，无法与模块进行通讯，以下内容均在连接状态下完成，不再重复说明。注：【COM端口】组合框中的端口名称和通讯速率会在程序退出时自动保存，下次启动时动态加载。4.3.2固件版本读取点击指令区【读取版本】按钮，读取当前连接模块的固件版本信息，读取到的版本信息显示于按钮右侧。VMTool会根据读取到的版本不同对功能和界面做出调整，故此，在使用VMTool时，应首先进行模块固件版本读取工作。4.3.3模块参数读取点击指令区【读取模块参数】按钮，向模块发送参数读取指令（寄存器0~31），读取到的参数自动更新到参数显示区。在指令发送和收到模块返回信息后，状态栏均会有相应的提示信息“发送指令…”、“收到寄存器参数数据”。4.3.4模块参数修改在参数区列出了模块所有参数寄存器的当前值，通过界面选择、输入等操作在界面上完成参数值的修改，参数修改完成后，必须点击指令区【写入模块参数】按钮，将当前参数区显示的所有参数一次写入模块。关于参数区各参数的含意及功能，请详第3章的具体描述说明。固件版本低于3.01的模块不支持连续多寄存器写指令，需要使用单个寄存器修改指令，详见“4.4.2MODBUS工具模块”中“单个寄存器修改”说明。大部分参数在修改完成后立即生效，可直接观察到修改后的运行状态，仅UART通讯速率、信号放大参数在下次启动时才能生效。若需要重启模块，可以通过重新连接电源的方法实现模块重启，也可以通过点击指令区【模块复位重启】按钮用软指令控制模块自动重启。某些情况下，由于参数设置不正确可能导致模块不能正常工作，此时可通过点击【恢复出厂设置】按钮，实现模块参数复位。一些极端情况下，模块无法正常接收指令，此时则需要使用硬件参数复位的方法来恢复出厂设置，详见前述内容“3.3恢复出厂参数”。4.3.5参数导入导出VM3XX参数寄存器较多，不便记忆每个寄存器的具体功能定义及取值范围，另外，由于振弦传感器生产厂家重多、传感器特性、质量不尽相同，不同型号的传感器可能需要特定的参数组合才能有效读数，故此VMTool提供了参数导入导出功能，可以将配置并验证后的当前参数以文件形式保存，以便在需要时再次写入到VM3XX模块。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[86/115]

114振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX参数导入导出分别由指令区的【导出模块参数】和【导入模块参数】两个按钮实现，导出操作是将当前界面显示的参数保存为文件，导入操作是将指定的文件显示到当前界面，因此若要将模块参数导出需要首先点击【读取模块参数】按键执行一次参数读取，将模块实际参数显示到界面，而若要将外部参数文件导入模块则需要在打开参数文件后点击【写入模块参数】按钮将界面显示参数值写入VM3XX模块，导入和导出操作较为简单不再详述。导出的文件名最好能见名知意，以备今后使用。模块参数的导出与导入模块参数文件内容4.3.6实时数据读取当VMTool与模块为连接状态时（4.3.1模块的连接与断开），勾选实时数据区的【自动读取】复选框，VMTool开始自动向模块发送实时数据读取指令，修改【时间间隔】文本框内的数值可改变相邻两条读取指令的时间间隔，单位为毫秒。自动发送读取指令后，VMTool等待模块返回实时数据，直到模块返回了正确的实时数据后才会启动下次指令发送。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[87/115]

115振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX实时数据读取与显示实时数据区中各物理量的含意见第3章中的相关寄存器说明。测量频率：VMTool根据最后两次收到VM3XX实时数据的时间差估算得到的数据接收速率。由于VM3XX模块采用测量优先的工作策略，若模块“正忙”时收到指令，则会等待当前测量完成后才会响应并执行指令，返回指令的响应信息，故此，当使用本节介绍的“自动读取”功能时，将读取时间间隔设置为小于模块实际测量速率的值，此时模块每次的测量结果均被读取到，这种情况下计算得出的数据接收速率其实就是模块的读数速率。如：若通过观察，模块的读数速率为1Hz左右时，此处的自动读取时间间隔应设置为比1000毫秒低的值，推荐为500ms，这样得到的测量频率值就是模块读数速率，若此时时间间隔设置为大于1000ms的值时，得到的测量频率值仅能说明界面的更新速率，而与模块的读数速率没有直接关系。GPIOx：显示当前某个通用IO管脚电平状态，True表示高电平，Falsh表示低电平。运行状态：包括指令校验、采样超时等数个运行状态标志，True表示状态为真（或“是”），False表示状态为假（或“否”）。4.3.7软件握手协议VMTool支持与模块之间的软件握手协议，在模块启用了软件握手前提下（详见“3.7小节中关于软件握手的说明”），VMTool可以利用软件协议实现仅在模块处于空闲时才会向模块发送指令。通过点击主界面指令区内的握手协议下接框，选择【软件握手】选项，开启VMTool的软件握手功能。启用软件握手之前，向模块发送指令后模块通常不会立即响应（数据发送指示器闪烁后数据接收指示器不会立即闪烁），启用软件握手之后，会观察到数据发送指示器闪烁后数据接收指示器也会立即闪烁，即：向模块发送的指令得到了即时响应。若VMTool开启了软件握手功能而VM3XX模块未开启此功能时，会导致VMTool因为未接收到有效的软件握手协议信号而长时间处于指令准备发送状态，并在等待超时后才会向模块发送，从VMTool状态栏可以观察到这一过程，如下图所示。4.3.8生成寄存器值硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[88/115]

116振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XXVM3XX有很多按位使用的寄存器，使用VMTool工具可进行方便的设置，当需要知道寄存器的实际值时，可通过以下两种方法获取。（保持【自动读取】复选框为非选中状态）（1）振弦模块与VMTool工具连接时在界面上进行参数设置；点击【写入模块参数】按钮，将当前界面显示的参数写入模块；点击【读取模块参数】按钮，模块的寄存器值会自动更新到MODBUS显示区的表格内。（2）振弦模块未与VMTool工具连接时在界面上进行参数设置；双击【参数设置】区的标题“参数设置”文字；当前界面显示的参数自动更新到MODBUS显示区的表格内；4.4VMTool扩展功能双击主界面右侧扩展工具条可实现扩展功能区的显示与隐藏切换。扩展功能包括串口调试、MODBUS、实时曲线及数据存储等几个功能模块。扩展功能区显示效果如下。VMTool主界面（扩展）4.4.1通用串口调试模块串口调试模块直接使用当前已连接的COM端口，实时显示接收到的数据内容，提供指令手动发送功能，如下图所示。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[89/115]

117振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX串口调试面板串口调试面板由上部的接收区和下部的发送区构成，发送和接收均支持字符串和16进制两种数据格式。显示时间复选框：在显示接收到的数据前显示实时的计算机日期和时间信息。自动清空复选框：当接收区显示内容超限时，自动清空整个接收区域。清空接收区按钮：直接清除整个接收区域。发送区有两个作用，一是手工输入指令内容，点击【发送】按钮实现指令的手动发送，另外，在VMTool工作过程中自动发送的所有指令，均会显示于发送区，以方便观察具体的指令内容。例如：点击某个指令按钮后，发送区显示的即是此按钮点击后向模块发送的指令内容。4.4.2MODBUS工具模块（1）寄存器查看此功能模块提供标准的MODBUS协议寄存器显示及单个寄存器修改功能，通过点击扩展功能区的【MODBUS】标签切换到此模块，如下图所示。MODBUS面板此模块将VM3XX所有寄存器以表格形式显示，包括寄存器地址、名称、不同进制的数值和寄存器备注说明信息等。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[90/115]

118振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX（2）寄存器名称自定义寄存器名称和备注说明信息可通过修改位于本工具程序相同路径中的config.xml修改，文件内容如下图所示。图中，位于【REGS】节点内的多行内容即为寄存器定义信息，每一行对应一个寄存器，Addr是寄存器地址，caption是寄存器名称，node是寄存器的备注说明信息。VMTool在每次启动时动态读取此文件内容并显示到界面表格中，可根据需要自行修改、添加或删除，未在此文件内的寄存器，在界面表格中以空白显示。寄存器说明配置文件（3）单个寄存器数值的修改在MODBUS功能模块内，通过双击某个单元格即可调出寄存器值修改窗口，如下图所示。单寄存器修改窗口根据参数修改需要，可任选择一种进制进行修改，修改一种进制数据时，另外两种进制数据也会同步更新，点击【修改】按钮向模块发送寄存器修改指令，完成单个寄存器值的修改操作。4.4.3指令生成器（1）指令生成指令生成器可根据需要生成符合MODBUS和AABB通讯协议的读取和控制指令。通过点击串硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[91/115]

119振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX口调试工具内的【指令生成器】按钮，可打开指令生成器窗口，如下图示。指令生成器及指令测试在指令生成器窗口中，输入需要修改或读取的寄存器地址、寄存器值，点击【生成指令】按钮，即可在界面底部的文本框生成16进制指令，点击【复制到剪切板】按钮可将当前显示的指令内容复制到剪切板。（2）指令测试可以将生成的指令粘贴到串口调试工具的发送区，点选16进制发送，点击【发送】按钮向模块发送指令，验证指令的正确性。4.4.4实时曲线实时曲线面板提供将采集到的若干种类的实时数据进行图形绘制展示功能，包括传感器信号实时幅值频谱、可选择数据类型的曲线绘制两类。（1）信号频谱图绘制将VM3XX实时上传的信号幅值数据和采样数据以绘制到画板上，需要打开自动上传中的“实时幅值”。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[92/115]

120振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX实时幅值曲线图（2）实时曲线绘制实时数据曲线图-频率值实时数据曲线图-采样质量4.4.5数据存储数据存储功能模块支持自动或手动将实时数据寄存器值存储到数据库，并支持导出为Excel文件功能。（1）手动存储每点击数据存储面板内的【手动存储】按钮一次，将当前寄存器实时值添加到数据库，如下图所示。手动存储（2）自动存储在时间间隔文本框内输入自动存储数据的时间间隔值（单位为“秒”），勾选【自动存储】复选框，之后每间隔指定的时长自动进行一次寄存器数据存储，如下图示。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[93/115]

121振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX自动存储（3）导出数据将当前界面数据表内显示的所有数据导出为Excel文件，便于进一步数据处理。点击【导出为Excel】按钮，弹出文件保存窗口，选择保存路径，输入要导出的文件名，点击【保存】按钮，数据存储面板底部显示导出的进度提示，如下图所示。（4）清空数据点击【清空数据】按钮，将已经存储的数据全部删除，此操作无法恢复，在操作前，请确认数据已经进行了导出操作。4.5不同固件版本使用VMTool工具时的注意事项VMTool是与固件SF301同步开发的，SF301固件程序在兼容之前版本前提下做了较多功能增加及性能改进，尤其是寄存器的细化使用变化较大，故此，在使用VMTool工具时要留意模块的固件版本号，版本号不同时所支持的功能也不相同。SF251及以前的固件1.不支持MODBUS连续多个寄存器写指令，寄存器的修改只能通过VMTool的MODBUS功能模块单个修改。2.不支持运行过程中读取版本信息，模块在上电时会主动输出一次版本信息，可以在保证VMTool串口连接状态下重新给模块上电，VMTool会自动读取到版本号并会将不支持的功能屏蔽。3.不支持GPIO及通用ADC操作。4.不支持信号幅值自动上传。5.不支持高压激励中的电压动态调节。6.其它不支持的功能，在读取模块固件版本后，会禁用界面部分功能（变灰）。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[94/115]

122振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX五、快速测试本章演示在计算机上通过VMTool工具读取振弦传感器数据。假设您的计算机已经有至少一个空闲的COM接口。5.1检查COM接口名称在操作系统桌面右键点击“我的电脑”，选择【属性】，弹出计算机属性对话框，点击左侧【设备管理器】按钮，弹出设备管理器窗口，如下图所示。在设备管理器窗口内找到【端口（COM和LPT）】，点击前面的图标展开（见上图），查看计算机所有的COM接口，并决定使用哪个接口连接VM311模块。5.2连接VMXXX模块（1）连接数据接口根据实际的数字接口类型，将VM模块的UART接口的数个管脚与计算机数字接口互相连接，要保证计算机COM接口与VM模块的UART接口电平类型一致，见下表。VM311与计算机的数字接口连接-RS232计算机VM模块说明COM接口管脚接口管脚2TX/B计算机接收管脚连接到VM模块的发送管脚3RX/A计算机发送管脚连接到VM模块的接收管脚5GND统一参考“逻辑地”当VM模块为RS485接口时，仅需两根数据线与计算机的RS485接口连接。计算机的485接口一般由RS232或UAB转换器转换得到，接口会有明确的管脚标识（A、B）。VM311与计算机的数字接口连接-RS485计算机VM模块说明485接口管脚接口管脚BTX/BA接A，B接B，无需交叉ARX/A硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[95/115]

123振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX模块数字接口为TTL电平时，若与计算机连接，需要计算机使用USB转TTL电平的转换器，此时接线方法如下表。TTL转换器有明确的管脚名称标识（TX、RX、GND）。VM311与计算机的数字接口连接-TTL计算机VM模块说明USB转TTL接口接口管脚RXTX/B计算机接收管脚连接到VM模块的发送管脚TXRX/A计算机发送管脚连接到VM模块的接收管脚GNDGND统一参考“逻辑地”（2）连接传感器将振弦传感器两根线圈引线分别连接到VM模块模块的SEN+和SEN-两个管脚。通常不分正负极，任意连接即可。（3）连接模块电源使用5V~12V直流电源连接到VM模块的VIN和GND，电源正极连接到VIN管脚，负极连接到模块的GND管脚。若一切正常，则可观察到VM模块运行指示灯开始闪烁（1~2秒一次）。振弦传感器温度传感器计算机COM口DC5~12V电源VM模块外围连接示意图（虚线为可选）请在确认电源的正负极及电压后再连接到模块，模块没有反接电源保护措施，电源接反或电压不在模块适用范围均会导致模块损坏无法使用。5.3传感器数据读取打开VMTool工具，做如下操作。（1）在界面左上角区域，选择前述计算机COM接口名称（若备选下拉框内没有需要的串口名称时，可直接手工输入）；（2）点击【连接模块】按钮，若连接成功，则按钮文字变为“断开模块”，并自动读取当前连接模块的版本信息和参数值；（3）勾选界面右上部的【自动读取】复选框，2~3秒后，在界面上即可显示测量到的传感器数据。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[96/115]

124振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX①③②在实时数据的右侧（默认为隐藏，见“4.4VMTool扩展功能”），可在串口助手中查看原始接收数据（16进制），在MODBUS工具中以表格形式查看实时寄存器值，在实时曲线中查看实时数据曲线。不同方式下的实时数据查看硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[97/115]

125振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX六、常见问题6.1计算机无法与模块通讯应通过以下步骤逐一排查问题（1）观察振弦模块状态灯是否正常闪烁，若不正常则应基本断定是模块问题，此时应尝试对模块进行出厂参数恢复。在高速测量时，因模块“忙”而无暇响应串口指令，也会造成通讯不正常，此时可尝试多次发送指令或恢复出厂参数。（2）检查模块数字接口类型是否与计算机COM接口类型一致（RS232或RS485或TTL电平）。（3）检查模块数字接口与计算机COM接口三根线是否正确连接（RS485接口时是两根线）。详见“5.2连接VM模块”。（4）检查计算机COM端口是否能够正常收发数据。将计算机COM接口与模块的物理连接断开，将计算机COM接口的发送、接收两管脚短接（RS232的DB9接口应是管脚2和3），打开任意一个串口调试工具，进行任意数据的发送操作，若端口收发正常，则接收区会收到发送区发送的内容，如下图示。接收区发送区（5）尝试不同的通讯速率。使用串口调试助手，接收区设置为“字符串（非16进制显示）”，将COM口设置为不同的通讯速率，保持模块数字接口与计算机COM口的物理连接，对模块进行断电、上电操作，若串口调试助手无法收到正确的启动信息则继续改变COM口的通讯速率。（6）恢复模块出厂参数。将上位机测试工具软件COM口通讯速率修改为9600，断开模块的电源，按下模块上KEY1按键（或将模块TMP1与GND短接），接通模块电源，约500mS后松开KEY1按键，观察测试工具软件是否收到了模块的启动信息。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[98/115]

126振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX6.2传感器频率值不稳定以下均在出厂默认参数前提下逐步排查问题，若修改过模块参数则应首先恢复出厂设置。（1）观察采样质量评定寄存器数据，若低于90%则可基本认定传感器信号质量较差，若质量很高则测量到的数据是真实的传感器数据。（2）切换至高压激励方法（默认值），观察激励电压值，激励电压应为100V以上，若激励电压低于此值，则应检查VSEN管脚电压是否正常（3~6V）。（3）检查模块测量到的传感器线圈电阻值，此值应为数百欧姆或几千欧姆（通常为500~600Ω）。若电阻很小应检查传感器是否短路，若电阻很大则应检查传感器是否断路（没有真正连接到模块）。（4）尝试设置更高的激励电压（详见“电源接口”“高压激励方法”等章节）。（5）尝试调整放大倍数电阻，使用更高的信号放大倍数。（6）在交直流混合环境使用时，必须将模块可靠接地。（7）为模块更换为电池供电或更换不同型号的电源适配器，电源适配器会将交流串入振弦信号，严重时完全无法正常工作。（8）使用更短的信号传输线（建议排查问题时使用不超过50米的信号传输线）。（9）严禁传感器信号线与其它带电线路接触（包括其它弱电或信号线）。下图是振弦传感器线路单独走线以及和其它弱电信号交叉走线对传感器测量精度的对比。信信信号号号线线线无有有干干干扰扰扰不同布线方式对信号质量的影响上图中，左侧为不受其它信号干扰的测量结果，信号质量97%，振弦频率基本在小数点后0.2Hz跳动，中间为振弦传感器信号线与5V直流电线平行走线的测量结果，信号质量下降为80%左右，数据跳动最大达到1.5Hz，右侧为将5V电线与振弦信号线缠绕的测量结果，数据跳动最大达到5Hz。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[99/115]

127振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX信号线有干扰信号线无干扰信号线有干扰信号线无干扰信号有无干扰时信号质量对比另外，振弦传感器的频率变化也极易受到震动的影响，若周边有施工、大型车辆运行，也会造成测量值的波动，这是振弦原理的传感器无法回避的问题，可以用多次采集软件滤波平差的方法去除这种随机干扰。6.3VMTool通讯错误状态栏提示“MODBUS数据长度错误：xx，xx”字样。这一问题通常是计算机配置较低或使用了接收数据机制不健全的硬件所致，处理方法是：使用文本查看软件打开与VMTool同路径下的config.xml文件，修改下图所示IntervalTimeout的值为更大，例如改为“20”。修改配置文件后点击保存，重新启动VMTool工具。在能保证与模块的正常通讯前提下IntervalTimeout的值应该越小越好，有利于提高数据传输效率，过大的IntervalTimeout值会导致快速测量时数据接收不正常。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[100/115]

128振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX6.3其它问题民用级和工业级模块的主要区别工业或民用等级主要区别在模块的工作温度范围，民用级在0~65℃范围内可以基本保证测量精度（低于0℃仍可工作，但精度会受较明显的影响），工业级具有更高的测量精度且工作温度范围更宽（-40~85℃）。远距离测量时注意事项当模块与传感器之间距离较远时，建议使用屏蔽性能优良的电缆进行连接，电缆导线不低于0.3平方。信号线的质量（尤其是屏蔽层）和现场布线会直接影响振弦传感器的数据读取，当两方面条件均较理想时，传感器信号线与采样模块距离可达数千米。导线电阻大小也会影响到信号强弱，0.3平方的线缆，每千米的电阻约为70Ω，测量时为往反线，则电阻为70*2=140Ω，而振弦传感器线圈电阻一般为500Ω左右，会产生较大的分压效应，降低对线圈的有效激励信号幅值。测量传感器热敏电阻时，同样存在上述导线电阻问题，导致测量到的电阻值偏大，温度值偏低（热敏电阻是负温度系数电阻器）。为什么传感器的频率值越来越小？连续激振时，传感器频率会有小幅降低，属正常现象（与材料力学有关），基本在1~2Hz。为什么分辨率是0.1Hz而精度可以达到0.2Hz？输出频率值分辨率为0.1Hz是为了使用单个16位整数能够表示6000Hz以内的值，简化数据读取，若采用保留两位小数的输出格式，16位整数就会超限溢出，实际上模块内部是采用浮点计算的，计算过程中的频率分辨率远高于0.1Hz。固件版本V3.12已增加传感器频率值高分辨率寄存器，可显示0.01Hz。为什么读取到的频率值精度不是0.2？测量模块的读数精度仅可用标准信号（如精度较高的信号发生器）来衡量，在实际连接传感器测量时，受到传感器本身精度、现场走线干扰、信号传输衰减等多种因素影响，均会导致模块接收到的信号自身精度下降。一般来说，信号幅值低说明激励不够，采样质量差说明干扰较多。另外，频率越低时测量精度越高，反之测量精度会有所下降。是否可以测量低频传感器（如300Hz）？可以，本模块支持30Hz~12000Hz的频率采集，需要注意低频率传感器在采样时需要更长的时间，应根据实际频率和期望采样数量设置合理的采样超时时长。测量频率（读数速度）还能再高吗？目前模块仅可实现最高20Hz的读数速度，对于绝大多数的应用足够了。高频的数据采集一般用于震动测量，缘于振弦传感器的测量原理，外界的震动本身对传感器就是一种干扰，故此振弦传感器仅适于测量静态的力或位移等物理量而不不适合测量震动，在工程应用中，对于震动的测量应使用加速度传感器，而非振弦传感器。一秒钟几十次或几百次的读数毫无应用意义。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[101/115]

129振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX七、附录7.1功能码功能码功能说明0x0001复位重启0x0002恢复出厂参数0x000A将当前参数设置为出厂参数0x000B恢复参数为默认值0x000C保存参数到用户参数区0x0003读取固件版本信息0x0006进入休眠模式0x0007立即结束当次测量过程0x001x单次测量x次后输出结果0x003x单次测量，测量前清空历史数据0x007x单次测量，最多x次7.2错误码暂无7.3提示信息提示内容说明CRCErr检测到参数校验错误，已恢复为出厂值BAUDErr检测到UART通讯速率错误，已恢复为出厂值KEY1或RST检测到按键复位，所有参数已恢复为出厂值SNReadErr模块序列号读取错误Unregistered模块未注册，无法使用FlashWriteErr内部EEPROM存储器写入错误FlashReadErr内部EEPROM存储器读取错误AMPErr动态放大倍数设置错误WakeUp模块被唤醒7.4注意事项（1）供电电压必须稳定可靠，GND必须连接大地。（2）远离强电磁干扰。（3）严禁在修改参数或参数复位（恢复出厂参数）时断开电源。（4）不要频繁修改参数，若确需频繁修改建议先请WKMD.14设置为1（仅在RAM中修改），需要掉电存储时将WKMD.14设置为0（保存到EEPROM）。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[102/115]

130振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX7.5寄存器参数汇总表（按位）寄存器地址名称功能描述（按位）DECHEX符号名称15141312111009080706050403020100备注说明模块地址（UART）预留模块地址1~127、129~254000ADDR默认值010x0001通讯速率（UART）UART通讯速率，单位：百bpsbit15：是否软件握手①101BAUD默认值0096，bit14：是否忽略“测量正忙”标志而立即响应指令0x0060辅助功能寄存器预留3.22辅助功能寄存器①202AUX默认值000000110000x0018系统功能寄存器预留系统功能码303SYS_FUN默认值（上电复位）000x0000预留4040000000000000000DECHEX符号名称15141312111009080706050403020100备注说明工作模式预留，详见“3.9测量模式”bit13:1：预留505WKMOD默认值000010x0001连续测量时间间隔连续测量时间间隔，单位：mS606MM_INTE默认值5000x1F4自动上传3.4.3主动上传测量数据707ATSD_SEL默认值（上电复位）00000000000000000x0000延时采样预留延时值。bit15：动态延时bit14：延时单位，默认mS3.13.1延时采样808RD_INTE默认值0001000x0064期望采样数量采样超时值，单位1000mS期望采样数量，单位：个909RD_COUNT默认值102000x14C8硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[103/115]

131振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XXDECHEX符号名称15141312111009080706050403020100备注说明激励方法预留。Bit6:5第一激励法选择激励方法bit4：强制激励100AEX_METH默认值03040x0001预留110B0x0000预留120C0x0000泵压时长预留泵压时长mSbit15：智能泵压时长130DHP_DUR默认值0010000x03E8期望电压预留期望高压，单位Vbit15：启用电压调节140EHP_EXP默认值101300x8082DECHEX符号名称15141312111009080706050403020100备注说明扫频下限预留扫频下限，单位Hz150FFS_FMIN默认值010000x05DC扫频上限预留扫频上限，单位Hz1610FS_FMAX默认值020000x0640扫频步进预留扫频步进，单位Hz1711FS_STEP默认值050x0005扫频周期数量固定频率扫频输出信号数量渐变频率扫频输出信号数量1812FS_SCNT默认值100100x640A软件滤波方法预留滤波方法1913FIT_TYPE默认值000x0000DECHEX符号名称15141312111009080706050403020100备注说明滤波样本数量预留滤波样本数量3~302014FIT_COUNT默认值0100x000A硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[104/115]

132振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX粗差剔除参数因子粗差剔除方法粗差剔除因子2115CAL_PAR1默认值0200x0014优质样本数限制优质样本数限制因子2216CAL_PAR2默认值40x0004信号放大倍数预留放大级别0~31bit15：启用动态放大①2317AMP默认值0010x000F反馈扫频上下限反馈扫频频率上限差反馈扫频频率下限差2418FSG_TH默认值20200x1414DECHEX符号名称15141312111009080706050403020100备注说明模拟输出频率范围模拟量最大值对应的频率值模拟量最小值对应的频率值百Hz2519DAO_TH默认值30100x1E0ATEMP_PAR1温度计算参数1预留热敏电阻B值261A①默认值039500x0F6ETEMP_PAR2温度计算参数2热敏电阻电阻值修正系数，单位0.01271B①默认值1000x0064温度传感器设置热敏电阻标称值，单位KΩ温度传感器类型3.17温度传感器读取①281CTEMP_EX默认值2020x0201信号质量限值预留限制值类别限制值3.12.4频率反馈扫频法291DEXS_TH默认值00800x0050DECHEX符号名称15141312111009080706050403020100备注说明信号幅值上下限信号幅值上限信号幅值下限301ESIG_TH默认值10000x6400运行状态预留3.8.2运行状态3220SYS_STA只读0000000000x0000硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[105/115]

133振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX实时扫频频率预留实时扫频频率，单位：Hz3321SFV只读000x0000采样质量预留优质采样评估质量值3422SMP_QUA只读000x0000DECHEX符号名称15141312111009080706050403020100备注说明频率值振弦传感器实时频率值，单位0.1Hz3523S_FRQ只读00x00003624F_REQMH频模值WKMOD.[3:1]=0时：振弦传感器实时频模值=F_REQMH*65536+F_REQML0x0000只读WKMOD.[3:1]=1时：实时高分辨率频率值=F_REQMH*65536+F_REQML3725F_REQML0x0000通用AD转换1ADC1/VIN实时采集值3826V_POW/ADC1只读00x0000线圈电阻振弦传感器线圈电阻值，单位：欧姆3927S_RES只读00x0000DECHEX符号名称15141312111009080706050403020100备注说明激励电压传感器实时激励电压值，单位：0.01V4028V_SEN只读000x0000温度实时温度值，单位：0.1℃4129TEMP只读00x0000样本标准差全部采样标准差，单位：Hz优质采样标准差，单位：Hz422ASMP_STD只读000x0000样本质量预留优质样本数量值432BHQ_COUNT只读000x0000442CSIG_VAL1信号幅值1激励完成信号幅值开始采样信号幅值硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[106/115]

134振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX只读000x0000DECHEX符号名称15141312111009080706050403020100备注说明信号幅值2采样结束信号幅值平均信号幅值452DSIG_VAL2只读000x0000通用IO设置输入/输出方向设置管脚电平状态读取/修改462EGPIO读写000x0000通用AD转换2预留12位AD值472FADC02只读000x0000通用AD转换3预留12位AD值4830ADC03只读000x0000通用AD转换4预留12位AD值4931ADC04只读000x0000多通道测量状态预留正在测量的通道值5032CH_STA只读0000x000051~33~CH01~通道1~4频率值通道1~通道4实时频率值5436CH04只读0x000055~37~CH05~VM608/VM708：通道5~通道8实时频率值583ACH08VM604/VM704：通道1~通道4实时温度值0x0000①：这些参数在下次模块启动时生效硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[107/115]

135振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX7.6应用电路VM301综合应用（TTL数字接口）TTL转RS232TTL转RS485硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[108/115]

136振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XXVM501VM5117.7字符$指令汇总指令功能描述$GETP=regAddr$SETP=regAddr,value$SAVE$SLEP$MSFR=times单次测量，输出频率值$MSFT=times单次测量，输出频率和温度值$RSTP恢复为出厂参数$STFC将当前参数覆盖到出厂参数区$STDF恢复为生产商预设的默认值$IICA=I2CAddr修改IIC设备地址（偶数）硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[109/115]

137振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX7.8固件升级更新固件存在一定风险，可能导致设备无法使用，请慎重操作。BL4VM是预置于VM系列振弦模块内的一段程序，可以完成基于UART的固件下载。通讯速率：固定为115200bps固件程序：扩展名hwf文件下载工具：BLDown.exe准备工作（1）检查模块是否具有BootLoader功能使用任意串口工具，通讯速率设置为115200bps确认模块上电时是否输出“BOOTLOADERFORVMV1.0.0”信息。（2）固件程序文件从网站下载需要的固件程序文件，扩展名为hwf（3）固件下载工具从网站下载BLDown.exe程序开始固件更新（1）加载固件文件打开BLDown.exe，点击【程序文件】按钮，选择要下载的hwf固件程序文件。加载成功后，状态栏显示固件文件的基本信息。（2）选择端口开始下载选择与模块连接的COM端口，通讯速率保持默认值115200bps。将模块与COM端口连接并保持模块为未上电状态。点击【连接端口】按钮，在5秒内给VM模块上电，固件下载过程自动开始。（3）当下载进度100%完成后，重新给模块上电。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[110/115]

138振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX八、修定历史8.1固件修改历史固件版本V3.33修改固件版本号为V3.33_190604。增加VM604、VM704模块RS485收发控制管脚功能修正上电后2秒内读取得到错误频率值的BUG固件版本V3.32修改固件版本号为V3.32_190516。增加BootLoader引导固件程序修正单次测量时传感器电阻测量错误的BUG固件版本V3.30修改固件版本号为V3.30_190310。增加IIC接口支持IIC地址可修改，必须使用专用指令。读写时序与AT24C08兼容。修正固件3.21之后出现的“分段扫频完成后立即拔出传感器会死机”的BUG。增加了分段扫频及全频段扫频过程中检测传感器线圈拔出的功能。固件版本V3.23修改固件版本号为V3.23_190218。完善外接温度传感器测量增加了无外接温度传感器标志位SYS_STA.[14]。无外接温度传感器时温度值自动为65535。优化温度测量稳定性。固件版本V3.22修改固件版本号为V3.22_190125。增加了系统指令码07，可立即结束当次正在进行的测量过程，直接转向下次测量。修改了固定扫频周期数与以往固件的兼容性。固件版本V3.20（3.21）修改固件版本号为V3.20_181202。公开出厂参数修改功能，相应的增加了三条$指令$RSTP、$STFC、$STDF。$RSTP：恢复参数为出厂值$STFC：设置当前参数为出厂值（将当前参数写入出厂参数区）$STDF：恢复参数为厂家预设的一组固定的默认值增加MODBUS指令码04支持硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[111/115]

139振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX增加半功耗设置功能，对应辅助功能寄存器AUX.[3]增加固定频率扫频输出周期专用参数FS_SCNT.[15:8]增加单次测量指令AAAB，可同时输出频率和温度值增加休眠模式，相应的增加了指令码0x0006增加第一激励法3“高压激励优先”完善$指令集，增加$GETP、$SETP、$SAVE、$MSFR、$MSFT、$SLEP指令，根据$指令功能添加系统功能寄存器指令码0x06、0x0A、0x0B、0x0C。删除模块内部自用寄存器11和12，改为备用寄存器，暂未定义功能。其它优化UART指令响应速度优化优化高压激励性能固件版本V3.14修改固件版本号为V3.14_180917。辅助功能寄存器增加AUX.[15]UART数据位、AUX.[14:13]UART停止位和AUX.[12:11]UART校验位参数位定义。修改模拟量输出算法，由原来VDD比例输出改为基于电压基准的绝对值物理量输出，不再受供电电压波动影响。增加单次测量指令码0x7X。增加直接读取频率寄存器激活单次测量功能。固件版本V3.14修改固件版本号为V3.14_180901。辅助功能寄存器增加AUX.[1]纹波过滤和AUX.[2]振动回避参数位定义。固件版本V3.14修改固件版本号为V3.14_180801。增加频率值模拟量输出功能，相应的增加了模拟量频率上下限寄存器DAO_TH、辅助功能寄存器AUX。固件版本V3.13修改固件版本号为V3.13_180701。修正未检测到传感器时收到单次测量指令后会自动切换为连续测量模式的BUG修正频率超过6553.6Hz时溢出标志位不置位的错误。修正实时频率寄存器与高精度频率寄存器数值不一致的错误。优化低压扫频输出频率算法。修正了反馈固定扫频法中，第一激励法与固定扫频频率输出周期数的冲突。固件版本V3.12修改固件版本号为V3.12_180621。增加参数UART.[14]，是否忽略“测量正忙”标志而立即响应指令。AABB读取指令响应部分增加保护措施（减少响应码发生错误的机率）。增加低压扫频频率自校准功能，参数固定，不随恢复出厂参数变化。硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[112/115]

140振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX增加“反馈区间频率扫频上下限”寄存器FSG_TH（0x18）。改善激励电压显示值稳定性和正确性。增加实时数据稳定性控制算法。增加频模寄存器显示内容设置参数WKMOD.[3:1]。增加新的激励方法“全频段扫频法”激励方法寄存器EX_METH.[6:5]定义为“第一激励法”设置位。固件版本V3.11修改固件版本号为V3.11_180318。号信幅值限制功能生效（以前此寄存器没起到作用）。修正UART通讯速率19200bps不能使用的BUG。固件版本V3.102018年02月01日，修改固件版本号为V3.10_180201。2018年02月01日，增加自定义分段域扫频法方法（方法8）。2018年02月01日，激励方法寄存器EX_METH.[5]定义为“第一激励法”设置位。2018年03月14日，修改固件版本号为V3.10_180314。2018年03月14日，修正实时幅值输出时向模块发送其它指令可能会死机的BUG。2018年03月14日，修正强制激励时反馈激励法的BUG。2018年03月14日，修正自定义段域扫频激励法输出频率不正确的BUG。固件版本V3.022018年01月10日，修改固件版本号为V3.02_180110。2018年01月10日，修复传感器线圈电阻较大（接近或大于1k）时上电初始化不能正确识别的BUG。2018年01月10日，出厂默认参数修改。启用期望电压控制功能（HP_EXP.[15]=1）、期望电压为130V（HP_EXP.[7:0]=130）。2018年01月10日，运行状态寄存器SYS_STA.[6]定义为激励时长超时标志位。2018年01月10日，运行状态寄存器SYS_STA.[15]定义为线圈未接入状态标志位。2018年01月10日，未激励时（未检测到线圈并且未设置强制激励）将一些状态寄存器设置为没有歧义的值，防止读取这些寄存器时产生误判。8.2文档修订历史手册版本固件版本修改时间修改内容V1.00V3.012015年06月初次创建V1.01V3.012017年07月修正温度传感器寄存器说明增加泵压时长动态调节说明V1.02V3.012017年08月增加应用电路V1.03V3.012017年10月增加VM4XX系列V1.04V3.022018年01月修改“寄存器概述”小节、“寄存器参数汇总表”、“高压脉冲激励法”小节中硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[113/115]

141振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX寄存器HP_EXP的默认值。修改“寄存器参数汇总表”、“运行状态”小节中SYS_STA.[6].[15]定义。V1.10V3.102018年03月传感器激励方法小节增加“分段渐进低压扫频法-自定频段”方法描述及功能说明。增加EX_METH.[5]为“第一激励法”设置位描述说明。反馈激励法小节中增加了“第一激励法”的描述。增加“VM4XX内部运放连接框图”修正VM301尺寸图V1.11V3.122018年6月增加UART.[14]参数说明增加扫频频率自校准章节增加反馈区间频率扫频上下限寄存器说明增加工作模式寄存器WKMD.[3:1]参数说明完善频模寄存器内容说明修改输入电压、激励电压推荐范围修正外接温度传感器DS18B20的接线错误说明增加新的激励方法“全频段扫频法”增加扫频输出频率自校正操作方法说明V1.12V3.142018年8月增加VM5XX相关内容。增加频率值模拟量输出章节3.22.1。增加信号纹波滤除章节3.22.2。增加辅助寄存器AUX1说明。修改RTS管脚输出信号表述方式，将原高低电平改为逻辑正负。V1.12V3.142018年9月修改3.22章节，增加了UART通讯接口的数据位、停止位和校验位参数说明。修改模拟量输出文字说明为绝对值（电压或电流）。增加单次测量指令码0x7X说明。增加“直接读取频率寄存器”激活单次测量功能说明。V1.203.202018年12月修改通讯协议说明，增加MODBUS04功能码支持增加出厂参数、默认参数设置说明测温范围表格内增加VM501列（3.19）增加辅助功能寄存器AUX.[3]说明V1.203.212018年12月修改FS_SCNT寄存器说明（3.12.2）完善单次测量指令AAAB，增加温度值输出（3.9.2）硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[114/115]

142振弦式传感器读数模块VM3XX/4XX/5XX增加休眠模式说明（3.8.1、3.21.6）增加AUX.[4]参数说明（3.21）修改第一激励法寄存器说明表，增加第3种第一激励方法（3.12）修正指标参数表格中的功耗参数增加$指令集通讯协议说明（3.4.1）增加$指令单次测量说明（3.9.2）增加了VM501应用电路（7.6）删除系统内部自用寄存器11和12相关内容（3.5、7.5）硬件接口部分（第二章），分系列分型号进一步明确接口功能及使用方法，修正了一些错误描述。修改电源接口VDD描述，明确了不同型号模块对VDD的要求。2.1增加参考电压说明。2.1删除了单电源供电示意图中的VEN管脚连接。2.1根据不同型号，将RST管脚分别说明。2.2增加VM5XX模块中参考电压管脚VREF的使用说明。2.10修改“复位值”为“默认值”，更正了部分寄存器表格中的默认值V1.22V3.222019年01月添加了07指令码说明。3.12.6、3.12.7、7.1V1.23V3.232019年02月修改SYS_STA寄存器说明，添加了外接温度传感器检测标志位。3.8.2V1.30V3.302019年03月修订了IIC接口协议说明。2.6、3.4.2修正了VM5XX管脚定义。1.6.3修正了功能框图中传感器线圈接入管脚的标识错误。1.2V1.31V3.332019年06月增加了VM604/614/704/714管脚定义。1.6.4更正了第3章寄存器详细介绍中的错误地址值。增加BootLoader固件升级方法说明。7.8V1.32V3.332021年04月修改高压激励电压范围最高值为180V硬件版本：V1.20固件版本：V3.33文档版本：1.32QQ交流群：257424855邮箱：INFO@GEO-INS.COM河北稳控科技有限公司http://www.winkooo.com技术支持：400-096-55250316-3093523[115/115]