PDF《北京信普尼科技有限公司》

北京信普尼科技有限公司 操作手册 TM50真北磁方位仪 TM50

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1 产品简介TM50 罗盘模块是一种可以安装在任意预定航向的带有可定制坐标系的三轴 数字罗盘解决方案.将三个非均质磁阻传感器的数据和三个 MEMs 加速度计的数 据结合起来,提供罗盘航向、俯仰和倾斜角信息. TM50 提供了硬磁和软磁补偿算法,用以修正磁场畸变的效应.另外,提供 有世界磁场模型,可以自动提供相对于真北(地理北)的磁偏角补偿. TM50 采用霍尼韦尔高性能磁传感器,保证提供产品的优良品质. 基本型号列表: 型号 接口 工作电压(DC) 温度范围 TM50 RS232 2.5v-5.2v -40℃-85℃ TM50

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2 目录产品简介.1 目录.2

1、特点.3

2、电气参数.3

3、引脚配置.4

4、基本操作.5

5、消息详解.5 5.1 数据类型定义.5 5.2 数据包格式.5 5.3 消息列表.6 5.3.1 消息列表.6 5.3.2 消息详解:7

6、封装与订货.14 6.1 封装与接口.14 6.1.1 封装尺寸(英尺)14 6.1.2 PCB 尺寸.14 6.1.3 连接方式.15 6.2 标签及包装.15 6.2.1 标签.15 6.2.2 序列号.15 6.2.3 包装.15 6.3 型号选择.15 6.3.1 产品订货型号(即PN 码)含义.15 6.3.2 选型范围.15

7、保修.16 7.1 保修范围及细则.16 7.2 维修收费标准.16] TM50

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3

1、特点 ? 精度高:水平 0.1°航向精度(RMS) ? 倾斜补偿:±89°的俯仰和横滚精度,360°连续侧滚能力 ? 40Hz 数据刷新率,可应用于导航的快速航向计算 ? 体积小,重量轻,适用于紧密安装条件和最小布局的限制的应用 ? 具有硬磁和软磁补偿功能 ? 内嵌地磁场模型, 基准可选真北或磁北 ? 工作温度范围为-40°C 至+85°C,可应用于工业环境 ? 默认供电范围 2.5-5.2V 电气参数

2、电气参数 特性 条件 最小 典型 最大 单位 航向 精度 水平 - 0.1 0.2 deg rms 俯仰 0°至±30° - 0.2 0.3 横滚 0°至±30° - 0.2 0.3 分辨率 0.1 deg 重复性 循环

3 次, 0? to 360?, 水平 0.2 deg rms 横滚俯仰 横滚量程 默认航向,绕X轴旋转 ±180° deg 俯仰量程 默认航向,绕Y轴旋转 ±80° deg 精度 横滚 ±30?, 俯仰±30? 0.1 0.2 deg rms 水平精度 水平 ±0.1 deg 分辨率 水平, 1-sigma,

100 组读数 0.1 deg 横滚重复性 横滚 ±70? 0.1 deg rms 俯仰 ±70? 0.1 俯仰重复性 横滚±70? 0.1 deg rms 俯仰±70? 0.1 TM50

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4 特性 条件 最小 典型 最大 单位 磁场 范围 最大磁通量密度 - 0.7 Gauss 分辨率 1-sigma,

100 个读数 0.3 mgauss 线性度 0.25 %FS 电气 供电电压 直流 2.5 3.3/5 5.2 V 工作电流 供电电压=2.5v

60 mA 供电电压=3.3v

46 mA 供电电压=5v

30 mA 数字接口 更新率 航向更新率 0.05

25 Hz 波特率 用户可选择波特率

4800 9600 (上电 默认值)

38400 Baud 接口格式 Rs232 物理 尺寸 1.97 x 1.65x 0.52 Inch 重量

16 g 连接器 5-针式,2mm 针脚间距 - 环境 温度 工作温度 -40 +85 °C 存储温度 -55 +125 °C

3、引脚配置 序号 名称 含义

1 Ground 供电电源地输入

2 RXD RS232 数据接收

3 TXD RS232 数据发送

4 +Vin 供电电源正输入

5 Ground 供电电源地输入 TM50

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5

4、基本操作 TM50 模块集成了

3 轴磁阻、3 轴MEMS 加速度计、3 轴MEMS 陀螺及温度传感器.可选择 pcb 板也可选择带铝制封装. 安装模块时必须使用非铁固定五金件,通常使用的是铜或塑料螺钉.将TM50 数字磁罗 盘安装在一个平台上,在平台静止放置的时候,安装的表面应该是与地面恰当地平行的.我 们推荐使用铜、塑料或铝作为罗盘安装和封装的材料. TM50 模块需要外部 5V 供电,电流消耗小于 30mA.接口连接器的序号为由左至右依次 为Pin1 至Pin5.当TM50 模块正常工作时 pcb 板上的红色 LED 以1Hz 的频率闪烁.当红色 LED 闪烁快或慢了都表示模块有故障,检查连线重新复位模块. TM50 模块工厂默认设置为 RS232 接口,波特率 9600,数据位 8,校验位 n,停止位 1,波 特率可以通过命令更改,但是掉电不保存.

5、消息详解 5.1 数据类型定义 数据类型 说明 字节 描述 字符 Char/uchar

1 可能有正负之分,也可能没有,或被定义为位标志. 整型 Int/uint

2 可能有正负之分,也可能没有,无正负时被定义为位 标志. 角度 Kang

2 用于方位角和相关角度. 可能有正负之分也可能没有, 其值为 65536/360 度数, 其值范围在 0°到360°之间. 如果有正负号, 同样的二进制数值对应为±180°. 长整数 Long/ulong

4 可能有正负之分,也可能没有. 浮点型 Float

4 单精度数值的格式符合 IEEE754.用于纬度和精度表 示. 所有多字节数字都要转换成 little-endian(小端) 格式,如果主机需要 big-endian(大头) 格式,则需要在软件中重排字节顺序. 5.2 数据包格式 数据包的格式由包头、数据区、包尾三部分构成.如果数据区为空就省略掉数据区. TM50

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6 数据包格式: 包头 数据区 包尾 字节数

5 可变

1 包头格式: 包起始字节 数据包 ID 数据区字节数 字节数

3 (0x0D、 0x0A、0x7E)

1 1 包头:包头字段的前面

3 个字节是固定的 0x0D,0x0A 和0x7E.数据包 ID 指的是当前 数据包的 ID 值,用于和其他数据包进行区分.数据区字节数指的是数据区的长度,如果没 有数据区,则长度设置为 0. 数据区:数据区长度由消息 ID 决定.数据区主要用于传递操作目的和参数. 包尾:包尾是校验字节,将包头和数据区所有字节累加,将累加和保留最低的字节作为 校验. 5.3 消息列表 主机和罗盘的通讯大多数采用主机发送一条命令, 然后罗盘进行回复数据.罗盘回复的 数据 ID 和主机下发的数据包 ID 相同. 有极个别的命令下发后,罗盘的回复数据 ID 和主机下发的命令不相同.例如,主机下 发的复位命令(ID=0x42),罗盘用 ID=0x44 和ID=0xc3 的数据包回复. 没有在该文档中分配的信息包 ID 不能使用. 有一些消息类型被保留用于生产、标定或 研发,而没有在这里描述. 5.3.1 消息列表 开始/停止 MSG(消息名称) ID code(命令 ID) 描述 RESET(软件复位) 0x42 软件复位罗盘,会发送 DPOWER 应答 VRSN(版本) 0XC3 请求固件版本、序列号、初始的配置 POWER(电源唤醒) 0x44 上电唤醒 BAUD(设置波特率) 0x47 设置波特率 诊断 MSG(消息名称) ID code(命令 ID) 描述 TEST(自测) 0x48 自测 STAT(经简信息) 0x49 提供温度和航向 TM50

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7 初始化设置 MSG(消息名称) ID code(命令 ID) 描述 INICAL(初始化安装偏 差) 0x50 初始化安装偏差(方位偏差,pitch 偏差, roll 偏差) IMVAR(初始化磁偏角) 0x54 初始化磁偏角 WMM(计算磁偏角) 0x55 用世界磁场模型计算磁偏角 ORIENT(姿态输出) 0x70 这不是一个命令,这个 ID 消息输出的是罗 盘的姿态数据 补偿 MSG(消息名称) ID code(命令 ID) 描述 MCAL(软磁补偿) 0x72 开始/中止罗盘软磁补偿 其他 MSG(消息名称) ID code(命令 ID) 描述 SDFLT (设置上电默认值) 0x66 设置上电默认值(磁偏角,方位偏差, pitch 偏差,roll 偏差,输出速度) ORRATE (设置 RIENT 语句 输出周期) 0x7F 设置 ORIENT 语句的输出周期 5.3.2 消息详解: 1. RESET(软件复位) 软件复位命令的 ID=0x42.这个命令没有数据区,罗盘收到命令后先进行软件复位,然 后输出 ID=0x44 和ID=0x48 的数据包. 命令帧举例:0D 0A 7E

42 00 D7 2. POWER(电源唤醒) 电源唤醒命令的 ID=0x44,这个命令没有数据区.罗盘在上电、硬件复位、软件复位、 接收到 POWER 命令时输出 POWER 信息. POWER 信息的内容如下所示: rn~DCCopyright (c) 2000-2005 Point Research Corp. COMPASS Vrsn. 1.04CDI 命令帧举例:0D 0A 7E

44 00 D9 3. VRSN(版本) 读版本信息命令的 ID=0xc3.这个命令没有数据区. TM50

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8 罗盘回复的数据包的数据区见下表: 数据 数据类型 数据区字节偏移 描述 主要的 Int 0-1 主版本号 次要的 Int 2-3 次版本号 选项 uint 4-5 固件构建选项 序列号 ulong 6-9 罗盘序列号 向上方向 char

10 定义电路板向上的方向, 代号如下所示

1 = X C1 = CX

2 = Y C2 = CY

3 = Z C3 = CZ 前向方向 char

11 定义前向方向,代号同向 上方向 命令帧举例:0D 0A 7E C3

00 58 4. BAUD(设置波特率) 设置波特率命令的 ID=0x47,这个命令有一个字节的数据区内容.通过这个命令设置的 波特率掉电不保存,重新上电后罗盘的初始波特率是 9600bps. 下发命令数据区内容说明: 数据 数据类型 数据区字节偏移 描述 波特率代码 Uchar

0 要设置的波特率,代码如下:

0 =

4800 bps

1 =

9600 bps

2 =

19200 bps

3 =

38400 bps 罗盘回复的数据包的数据区见下表: 数据 数据类型 数据区字节偏移 描述 波特率代码 Uchar

0 新波特率代码,代码同上 命令帧举例: 波特率 命令帧

4800 0D 0A 7E

47 01

00 DD

9600 0D 0A 7E

47 01

01 DE

19200 0D 0A 7E

47 01

02 DF

38400 0D 0A 7E

47 01

03 E0 TM50

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9 5.TEST(自测) 罗盘自测命令的 ID=0x48,这个命令没有数据区. 罗盘回复的数据包的数据区见下表: 数据 数据类型 数据区字节偏移 描述 自测结果 Uchar 0-1 Bit 标志位;

0 = 通过,

1 = 失败:

0 (0x0001) = ROM 校验和

1 (0x0002) = RAM 写/读2(0x0004) = 温度

3 (0x0008) = X 加速度

4 (0x0010) = Y 加速度

5 (0x0020) = Z 加速度

6 (0x0040) = X 加速度

7 (0x0080) = Y 磁场

8 (0x0100) = Z 磁场 自测信息在罗盘上电或者软件复位时都会主动输出,用户发送自测命令后也会应答输 出. 命令帧举例:0D 0A 7E

48 02

00 00 DF 6.STAT(经简信息) 罗盘经简信息命令的 ID=0x49,这个命令没有数据区. 罗盘回复的数据包的数据区见下表: 数据 数据类型 数据区字节偏移 描述 温度值 Int 0-1 罗盘温度值,输出时扩大了

10 倍 方位值 Kang 2-3 包含了磁偏角和磁偏差补偿的方位值 保留 Int 4-5 保留 命令帧举例:0D 0A 7E

49 00 De 7. INICAL(初始化安装偏差) 初始化安装偏差命令的 ID=0x50,这个命令有

7 个字节的数据区内容.通过这个命令设 置的参数会立即生效,替换用 SDFLT(设置上电默认值)设置的参数,但是掉电不保存.罗 盘重新上电或者软件复位后会重新使用通过 SDFLT(设置上电默认值)设置的参数. 下发命令数据区内容说明: 数据 数据类型 数据区字节偏移 描述 命令标志 Uchar

0 Bit 标志,Bit 位=1 代表设置对应偏 差Bit 位=0 代表不设置对应偏差 Bit0=方位角偏置 Bit1=Roll 偏置 Bit2=Pitch 偏置 TM50

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10 方位偏差 Kang 1-2 方位角偏置 Roll 偏差 Kang 3-4 Roll 偏置 Pitch偏差 Kang 5-6 Pitch 偏置 罗盘回复的数据包的数据区见下表: 数据 数据类型 数据区字节偏移 描述 命令标志 Uchar

0 等于下发命令时的命令标志 方位偏差 Kang 1-2 当前的方位角偏置 Roll 偏差 Kang 3-4 当前的 Roll 偏置 Pitch 偏差 Kang 5-6 当前的 Pitch 偏置 命令帧举例:0D 0A 7E

50 07

07 B6

00 4A FF 6C

01 5F(设置方位偏差为

1 度,roll 偏差为-1 度,pitch 偏差为

2 度) 8. IMVAR(初始化磁偏角) 初始化磁偏角命令的 ID=0x54,这个命令有

3 个字节的数据区内容.通过这个命令设置 的参数会立即生效,替换用 SDFLT(设置上电默认值)设置的参数,但是掉电不保存.罗盘 重新上电或者软件复位后会重新使用通过 SDFLT(设置上电默认值)设置的参数. 下发命令数据区内容说明: 数据 数据类型 数据区字节偏移 描述 命令标志 Uchar

0 0=返回当前磁偏角,忽略 1-2 字节 非0=设置磁偏角 磁偏角 Kang 1-2 设置的磁偏角 罗盘回复的数据包的数据区见下表: 数据 数据类型 数据区字节偏移 描述 命令标志 Uchar

0 命令标志,等于下发命令数据区中 的命令标志. 磁偏角 Kang 1-2 当前的磁偏角 命令帧举例:0D 0A 7E

54 03

01 B6

00 A3(设置磁偏角为

1 度) 9. WMM(计算磁偏角) 计算磁偏角命令的 ID=0x55,这个命令有

15 个字节的数据区内容.计算出的磁偏角立 即生效,并且替换通过 IMVAR(初始化磁偏角)和SDFLT(设置上电默认值)设置的磁偏角. 下发命令数据区内容说明: TM50

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11 数据 数据类型 数据区字节偏移 描述 日Uchar

0 时间的日,1-31 月Uchar

1 时间的月,1-12 年Uchar

2 时间的年,年=实际年-2000,例如 2018,此处的................