S21電子羅盤使用手冊
一、概述
S21是一款低成本平面數(shù)字羅盤模塊。其工作原理是通過磁傳感器中兩個相互垂直軸同時感應地球磁場的磁分量，從而得出方位角度。該羅盤使用RS232電平與上位機進行通信。該產(chǎn)品精度高，運行穩(wěn)定。 并具有標定功能，能夠消除固定磁場干擾從而得出準確的方位角，使羅盤適應不同的工作環(huán)境。.其輸出波特率9600,4800或19200 bp/s，可以設置安裝角和磁偏角補償。
五、技術參數(shù)表：
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項目
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參數(shù)
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單位
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備注
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性能參數(shù)
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測量范圍
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0°～360°
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度
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羅盤水平放置
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分辨力
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1
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度
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準確度
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±2
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度
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數(shù)據(jù)輸出速率
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35
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Hz
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重復性
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＜1
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度
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電氣參數(shù)
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電源電壓
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5v
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VDC
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±0.2v
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工作電流
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< 10
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mA
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工作溫度
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-40 -- 85
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度
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儲存溫度
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-45 -- 125
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度
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其它
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尺寸
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22*22
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mm
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六、管腳定義 下表為5針管腳的定義
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名稱
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輸入/輸出
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管腳號
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解釋
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5V
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輸入
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1
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5V直流電源輸入
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GND
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輸入
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2
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電源地
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VCC
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輸入
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3
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6~30V直流電源輸入(定制)
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Rx
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輸入
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4
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數(shù)據(jù)接收
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Tx
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輸出
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5
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數(shù)據(jù)發(fā)送
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S21接線圖
七、通信
S21的串行通訊是根據(jù)NMEA0183標準制定的簡單的、異步的ASCII協(xié)議。可以使用232接口電路。ASCII碼的傳輸和接收使用1位停止位、8位數(shù)據(jù)位（低位在先）、無奇偶校驗位(MSB永遠為0)和1位停止位。每一個字節(jié)有10位。波特率可選擇4800,9600或19200
八、羅盤的校準
所有的羅盤都要通過校準以消除因磁環(huán)境不同引起的航向偏差,地磁場外的磁場主要由主平臺產(chǎn)生的,因此與羅盤的安裝位置有關.通過執(zhí)行校準程序,S21可以補償如硬鐵等靜態(tài)磁場.如果羅盤改變了安裝位置或平臺的磁特性發(fā)生了變化,羅盤需要重新標定,否則會產(chǎn)生航向誤差.
羅盤的校準是按照規(guī)定的步驟完成的.在這一過程中羅盤的補償算法收集數(shù)據(jù).這一過程的目的是對主平臺系統(tǒng)在許多可能的方向下的磁場分量進行采集.將主平臺旋轉(zhuǎn)360度或使其行駛一個圓圈,可使羅盤對它所在的磁場環(huán)境進行充分的采樣.
將S21置于校準模式下: 發(fā)送命令: #33.4=0*51<CR><LF>
此時羅盤將循環(huán)輸出$CLB…語句.以表明羅盤在標定狀態(tài).緩慢地轉(zhuǎn)動平臺兩周,平臺的俯仰和橫滾角度應小于1度.一般這一過程需進行2分鐘.在旋轉(zhuǎn)過程的最后發(fā)出指令 #F33.4=1*50<CR><LF>使羅盤存儲數(shù)據(jù)并返回操作模式.
九、輸入語句
對于S21有兩類輸入：一種是對于輸出句子的請求，另一種是設定一個組態(tài)參數(shù)。對于所有有效的輸入，S21都送出一個響應，帶有正確的檢查總數(shù)的值。
1，對于請求輸出句子的響應是一條相應的句子。
2，對于設定參數(shù)的輸入的響應為 # ! 2000*21，表明指令和參數(shù)都被接收。
十、 輸出信息
S21以NMEA信息，連續(xù)輸出的模式自動對外發(fā)送。S21發(fā)出和收到的每一條指令包含一個兩字符的“檢查總數(shù)”的部分，在數(shù)據(jù)部分結(jié)束以后，以“*”劃分界限。在下面的句子里以“hh”表示。檢查總數(shù)的作用是保證發(fā)送數(shù)據(jù)的準確性。它是根據(jù)NMEA0183標準計算出來的，在后面章節(jié)將做進一步介紹。
可用如下語句詢問HDT語句信息。
$TNHCQ,HDT*34<cr><lf>
十一、 輸出語句格式
HDT Heading, True
航向真值
$HCHDT, x.x,T*hh<cr><lf>
如果設置偏向角和磁偏角,則將被加入到航向測量中，表示羅盤指示的真值.如果沒有設置或設置錯誤則使用零.
例：
$HCHDT,202.3,T*2A
$HCHDT,63.0,T*1C
十二、 校驗位算法
這一絕對數(shù)值的計算是把在“$”和“*”之間的，但不含“$”和“*”，信息的每個字符的8位（ASCII碼）（不包括起始位和停止位）進行異或操作。將結(jié)果的高四位和低位分別轉(zhuǎn)化為兩個ASCII字符（0 - 9，A - F ）進行發(fā)送。高四位字符發(fā)送在先。
十三、指令參數(shù)
使用前面敘述的串口協(xié)議，外部的主機可用下面的指令直接操作S21:
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指令
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說明
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指令句法
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動作
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工作（RUN）
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1 = RUN
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#FA0.3=1*26<CR><lf>
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羅盤啟動
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停止（STOP）
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0 = STOP （選通模式）
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#FA0.3=0*27<CR><lf>
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羅盤停止
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強迫復位
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執(zhí)行上電復位程序
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#F33.6=1*52<CR><lf>
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偏向角
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設定偏向角的值為nnn.n ( 角度 )
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#IE2=nnn.n*hh<CR><lf>
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詢問
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偏向角±180.0°
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#IE2?*01<CR><lf>
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響應
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#nnn.n*hh<CR><lf>
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磁偏角
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設定磁偏角的值為nnn.n ( 角度 )
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#IE4=nnn.n*hh<CR><lf>
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詢問
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磁偏角±180.0°
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#IE4?*07<CR><lf>
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響應
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#nnn.n*hh<CR><lf>
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波特率
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串行 I / O 波特率： 序號值(8)
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4800:(8)
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#BA4H=8T*2E<CR><lf>
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9600:(16)
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#BA4H=16T*11<CR><lf>
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19200:(32)
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#BA4H=32T*17<CR><lf>
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查詢
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#BA4H?*40<CR><lf>
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響應
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返回波特率的序號值
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#I*hh<CR><lf>
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設定新的波特率后面應緊跟強制復位的命令以立即激活或在重新上電后激活
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羅盤校準
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#33.4=0*51<CR><lf>
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返回操作模式
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結(jié)束標定并返回操作模式
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#F33.4=1*50<CR><LF>
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十四、產(chǎn)品尺寸(單位mm)
十五、文檔更新
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時間
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版本
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更新內(nèi)容
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2008.06.10
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A
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初始版本
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2009.07.25
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B
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變更產(chǎn)品通信協(xié)議
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