姿态传感器及其控制电路的制作方法

本实用新型实施例涉及姿态传感器技术领域，尤其涉及一种姿态传感器的控制电路。

背景技术：

姿态传感器是基于mems技术的高性能三维运动姿态测量系统。它包含三轴陀螺仪、三轴加速度计，三轴电子罗盘等运动传感器，通过内嵌的低功耗arm处理器得到经过温度补偿的三维姿态与方位等数据。利用基于四元数的三维算法和特殊数据融合技术，实时输出以四元数、欧拉角表示的零漂移三维姿态方位数据。lpms系列和iahrs-m0姿态传感器可广泛嵌入到航模无人机，机器人，机械云台，车辆船舶，地面及水下设备，虚拟现实，人体运动分析等需要自主测量三维姿态与方位的产品设备中。

但现有的姿态传感器在实际应用中产生的多种问题，诸如数据跳动，数据不稳定，数据锯齿波严重等问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决现有姿态传感器使用不稳定的技术问题，而提出的一种姿态传感器的控制电路。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种姿态传感器的控制电路，包括控制模块及分别与控制模块连接的稳压模块、磁力计模块、气压测量模块及输出模块；所述稳压模块包括第一控制芯片u1、第一电容c1、第二电容c2及第三电容c3;所述第一控制芯片u1的vin管脚分别连接+5v电源、第一电容c1的一端及第一控制芯片u1的en管脚；所述第一电容c1的另一端分别连接第一控制芯片u1的gnd管脚和接地；所述第一控制芯片u1的vout管脚分别连接第二电容c2的一端、第三电容c3的一端和节点vcc；所述第二电容c2的另一端、第三电容c3的另一端分别接地；所述节点vcc分别与控制模块、磁力计模块和气压测量模块连接。

进一步地，所述控制模块包括第二控制芯片u2、第四电容c4及多个输入接口；所述第四电容c4的第一端连接节点vcc且另一端接地；所述第二控制芯片u2的vdd管脚、vdda管脚分别与节点vcc连接；所述第二控制芯片u2的boot0管脚接地。

进一步地，所述输入接口连接于第二控制芯片u2的swdio管脚和swclk管脚。

进一步地，所述磁力计模块包括第三控制芯片u3、第五电容c5及第六电容c6；第五电容c5的一端接地且另一端连接于节点vcc；所述第六电容c6的一端连接于第三控制芯片u3的regout管脚且另一端分别连接于第三控制芯片u3的fsync管脚和接地；所述第三控制芯片u3的vdd管脚、vddio管脚、resv管脚分别连接于节点vcc；所述第三控制芯片u3的gnd管脚、resv管脚接地；所述第三控制芯片u3的nsc管脚连接于第二控制芯片u2的nsc管脚，所述第三控制芯片u3的sck管脚连接于第二控制芯片u2的sck管脚，所述第三控制芯片u3的mosi管脚连接于第二控制芯片u2的mosi管脚，所述第三控制芯片u3的miso管脚连接于第二控制芯片u2的miso管脚;所述第三控制芯片u3的int管脚连接于第二控制芯片u2的int管脚。

进一步地，所述控制模块还包括第一二极管d1和第一电阻r1，所述第一二极管d1的负极接地且正极连接于第一电阻r1的一端，所述第一电阻r1的另一端连接于第二控制芯片u2的led1管脚。

进一步地，所述气压测量模块包括第四控制芯片u4、第七电容c7和第八电容c8；所述第七电容c7和第八电容c8并联且一端连接于节点vcc、另一端接地；所述第四控制芯片u4的vdd管脚和vddio管脚分别连接于节点vcc；所述第四控制芯片u4的gnd管脚接地；所述第四控制芯片u4的csb管脚连接于第二控制芯片u2的csb管脚；所述第四控制芯片u4的mosi管脚连接于第二控制芯片u2的mosi管脚;所述第四控制芯片u4的miso管脚连接于第二控制芯片u2的miso管脚;所述第四控制芯片u4的sck管脚连接于第二控制芯片u2的sck管脚。

进一步地，所述输出模块包括串口输出模块和iic输出模块。

进一步地，所述串口输出模块包括第一接口p1；所述第一接口p1的d0管脚连接于第二控制芯片u2的d0管脚；所述第一接口p1的rx管脚连接于第二控制芯片u2的rx管脚；所述第一接口p1的tx管脚连接于第二控制芯片u2的tx管脚；所述第一接口p1的d1管脚连接于第二控制芯片u2的d1管脚；所述第一接口p1的第2管脚连接+5v电源，第5管脚接地。

进一步地，所述iic输出模块包括第二接口p2；所述第二接口p2的d2管脚连接于第二控制芯片u2的d2管脚；所述第二接口p2的scl2管脚连接于第二控制芯片u2的scl2管脚；所述第二接口p2的sda2管脚连接于第二控制芯片u2的sda2管脚；所述第二接口p2的d3管脚连接于第二控制芯片u2的d3管脚；所述第二接口p2的第2管脚连接+5v电源，第5管脚接地。

另一方面，本实用新型还提供一种姿态传感器，包括所述的控制电路。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型通过第一控制芯片u1对+5v电压降压到3.3v，从而给控制模块、磁力计模块和气压测量模块进行供电；通过稳压模块的作用，能够对其他模块的电压进行稳压，从而有效保障其他模块的正常工作，有效避免数据跳动、数据不稳定、数据锯齿波严重等问题，从而有效提高姿态传感器的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型姿态传感器的控制电路一个实施例的稳压模块的电路原理图。

图2为本实用新型姿态传感器的控制电路一个实施例的控制模块的电路原理图。

图3为本实用新型姿态传感器的控制电路一个实施例的控制模块的部分电路原理图。

图4为本实用新型姿态传感器的控制电路一个实施例的磁力计模块的电路原理图。

图5为本实用新型姿态传感器的控制电路一个实施例的气压测量模块的电路原理图。

图6为本实用新型姿态传感器的控制电路一个实施例的输出模块的电路原理图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1~图6所示，本实用新型提供了一种姿态传感器的控制电路，包括控制模块及分别与控制模块连接的稳压模块、磁力计模块、气压测量模块及输出模块；所述稳压模块包括第一控制芯片u1、第一电容c1、第二电容c2及第三电容c3;所述第一控制芯片u1的vin管脚分别连接+5v电源、第一电容c1的一端及第一控制芯片u1的en管脚；所述第一电容c1的另一端分别连接第一控制芯片u1的gnd管脚和接地；所述第一控制芯片u1的vout管脚分别连接第二电容c2的一端、第三电容c3的一端和节点vcc；所述第二电容c2的另一端、第三电容c3的另一端分别接地；所述节点vcc分别与控制模块、磁力计模块和气压测量模块连接。

本实用新型通过第一控制芯片u1对+5v电压降压到3.3v，当5v电压输入时，第一电容c1会进行滤波，滤波后电压传输到第一控制芯片u1的vin管脚，然后从vout管脚输出，此时，电压从5v到3.3v，从而给控制模块、磁力计模块和气压测量模块进行供电；通过稳压模块的作用，能够对其他模块的电压进行稳压，从而有效保障其他模块的正常工作，有效避免数据跳动、数据不稳定、数据锯齿波严重等问题，从而有效提高姿态传感器的稳定性。具体地，所述第一控制芯片u1采用ht7833模块；所述第一电容c1采用有极性电容。

在一个可选实施例中，所述控制模块包括第二控制芯片u2、第四电容c4及多个输入接口；所述第四电容c4的第一端连接节点vcc且另一端接地；所述第二控制芯片u2的vdd管脚、vdda管脚分别与节点vcc连接；所述第二控制芯片u2的boot0管脚接地。所述输入接口连接于第二控制芯片u2的swdio管脚和swclk管脚。具体的，所述第二控制芯片u2采用单片机stm32f051k8。通过第四电容c4滤波后的3.3v电压会传输到stm32f051k8的vdd管脚，整个控制模块开始工作。第二控制芯片u2的sck管脚、miso管脚、mosi管脚会有数据进来，然后通过预设的姿态角度的融合算法，进行原始数据处理后，通过输出模块对数据进行输出。

在一个可选实施例中，所述磁力计模块包括第三控制芯片u3、第五电容c5及第六电容c6；第五电容c5的一端接地且另一端连接于节点vcc；所述第六电容c6的一端连接于第三控制芯片u3的regout管脚且另一端分别连接于第三控制芯片u3的fsync管脚和接地；所述第三控制芯片u3的vdd管脚、vddio管脚、resv管脚分别连接于节点vcc；所述第三控制芯片u3的gnd管脚、resv管脚接地；所述第三控制芯片u3的nsc管脚连接于第二控制芯片u2的nsc管脚，所述第三控制芯片u3的sck管脚连接于第二控制芯片u2的sck管脚，所述第三控制芯片u3的mosi管脚连接于第二控制芯片u2的mosi管脚，所述第三控制芯片u3的miso管脚连接于第二控制芯片u2的miso管脚;所述第三控制芯片u3的int管脚连接于第二控制芯片u2的int管脚。

本实施例中，所述第三控制芯片u3采用bmp280；第五电容c5滤波后的3.3v电压会传输到第三控制芯片u3的vdd管脚，磁力计模块开始工作，第二控制芯片u2通过sck、miso、mosi把初始化的配置给到第三控制芯片u3的寄存器完成初始化。第三控制芯片u3通过sck管脚、miso管脚、mosi管脚往第二控制芯片u2的sck管脚、miso管脚、mosi管脚传输数据。

在一个可选实施例中，所述控制模块还包括第一二极管d1和第一电阻r1，所述第一二极管d1的负极接地且正极连接于第一电阻r1的一端，所述第一电阻r1的另一端连接于第二控制芯片u2的led1管脚。

在一个可选实施例中，所述气压测量模块包括第四控制芯片u4、第七电容c7和第八电容c8；所述第七电容c7和第八电容c8并联且一端连接于节点vcc、另一端接地；所述第四控制芯片u4的vdd管脚和vddio管脚分别连接于节点vcc；所述第四控制芯片u4的gnd管脚接地；所述第四控制芯片u4的csb管脚连接于第二控制芯片u2的csb管脚；所述第四控制芯片u4的mosi管脚连接于第二控制芯片u2的mosi管脚;所述第四控制芯片u4的miso管脚连接于第二控制芯片u2的miso管脚;所述第四控制芯片u4的sck管脚连接于第二控制芯片u2的sck管脚。

本实施例中，所述第四控制芯片u4采用ak8963；第七电容c7和第八电容c8滤波后的3.3v电压会传输到第四控制芯片u4的resv管脚，气压测量模块开始工作，第二控制芯片u2通过sck管脚、miso管脚、mosi管脚把初始化的配置给到第四控制芯片u4的寄存器完成初始化。第四控制芯片u4通过sck管脚、miso管脚、mosi管脚往第二控制芯片u2的sck管脚、miso管脚、mosi管脚传输数据。

在一个可选实施例中，所述输出模块包括串口输出模块和iic输出模块。所述串口输出模块包括第一接口p1；所述第一接口p1的d0管脚连接于第二控制芯片u2的d0管脚；所述第一接口p1的rx管脚连接于第二控制芯片u2的rx管脚；所述第一接口p1的tx管脚连接于第二控制芯片u2的tx管脚；所述第一接口p1的d1管脚连接于第二控制芯片u2的d1管脚；所述第一接口p1的第2管脚连接+5v电源，第5管脚接地。所述iic输出模块包括第二接口p2；所述第二接口p2的d2管脚连接于第二控制芯片u2的d2管脚；所述第二接口p2的scl2管脚连接于第二控制芯片u2的scl2管脚；所述第二接口p2的sda2管脚连接于第二控制芯片u2的sda2管脚；所述第二接口p2的d3管脚连接于第二控制芯片u2的d3管脚；所述第二接口p2的第2管脚连接+5v电源，第5管脚接地。

本实施例中，第二控制芯片u2通过第一接口p1和第二接口p2分别能实现串口输出模式和iic输出模式，便于与不同外部设备连接和传输数据，简单便捷。

另一方面，本实用新型还提供一种姿态传感器，包括所述的控制电路。

本实用新型通过第一控制芯片u1对+5v电压降压到3.3v，当5v电压输入时，第一电容c1会进行滤波，滤波后电压传输到第一控制芯片u1的vin管脚，然后从vout管脚输出，此时，电压从5v到3.3v，从而给控制模块、磁力计模块和气压测量模块进行供电；通过稳压模块的作用，能够对其他模块的电压进行稳压，从而有效保障其他模块的正常工作，有效避免数据跳动、数据不稳定、数据锯齿波严重等问题，从而有效提高姿态传感器的稳定性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“一个实施例”、“一些实施例”、“在一个可选实施例中”、“具体地”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。