专利名称：一种电子指南针的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子技术领域，特别是涉及一种电子指南针。
背景技术：
老式指南针(罗盘)是中国古代的四大实用新型之一，其可通过磁铁，利用地磁场来确定北极方向，自古以来得到广泛应用，但老式指南针虽然结构简单，且通常为独立单元，需要占用一定体积空间，携带不便。而随着数字时代的到来，各种便携式数码产品层出不穷，但纵观其所有，均未能实现指南针的功能。因此，亟需提供一种电子指南针，以将指南针功能嵌入至便携式数码产品中，从而使得便携式数码产品可具有指南针功能。

实用新型内容本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种电子指南针，包括磁场传感器、模数转换器以及处理芯片，磁场传感器包括磁场感应单元，磁场感应单元与模数转换器连接，模数转换器与处理芯片中的第一组通用输入输出端口连接，磁场感应单元与当前环境的地磁场发生感应，产生与地磁场对应的方向电压信号，模数转换器将方向电压信号转换为数字信号，处理芯片从第一组通用输入输出端口获取数字信号，根据数字信号获取电子指南针所在的方位角。其中，方向电压信号包括X轴方向电压信号和Y轴方向电压信号，数字信号包括X 轴数字信号和Y轴数字信号。其中，电子指南针进一步包括放大电路，放大电路的输入端连接磁场感应单元，放大电路的输出端连接模数转换器，放大电路放大方向电压信号。其中，磁场传感器进一步包括补偿线圈，处理芯片进一步包括第二组通用输入输出端口，补偿线圈与第二组通用输入输出端口连接，补偿线圈产生补偿电压信号，处理芯片从第二组通用输入输出端口获取补偿电压信号以调整方位角。其中，补偿线圈与第二组通用输入输出端口之间进一步设置有补偿线圈驱动电路，将补偿电压信号放大至第二组通用输入输出端口足以检测到的信号级别。其中，磁场传感器进一步包括翻转线圈，处理芯片进一步包括第三组通用输入输出端口，翻转线圈与第三组通用输入输出端口连接，翻转线圈产生翻转电压信号，处理芯片从第三组通用输入输出端口获取翻转电压信号以调整方位角。其中，翻转线圈与第三组通用输入输出端口之间进一步设置有翻转线圈驱动电路，将翻转电压信号放大至第三组通用输入输出端口足以检测到的信号级别。其中，电子指南针进一步包括显示装置，显示装置用于显示方位角。其中，处理芯片进一步包括外接端口，处理芯片通过外接端口和外接设备进行通信，以传输方位角。CN 202141458 U
说明书
2/3页 因此，本实用新型提供了一种电子指南针，可将指南针功能嵌入至便携式数码产品中，从而使得便携式数码产品可具有指南针功能。

图1是根据本实用新型第一实施例的电子指南针的电路结构示意图。
具体实施方式
请参见图1，图1是根据本实用新型第一实施例的电子指南针的电路结构示意图。如图1所示，根据本实用新型第一实施例的电子指南针包括磁场传感器101、模数转换器102以及处理芯片103，其中，磁场传感器101包括磁场感应单元1011，磁场感应单元1011与模数转换器102连接，模数转换器102与处理芯片103中的第一组通用输入输出端口 1031连接，磁场感应单元1011与当前环境的地磁场发生感应，产生与地磁场对应的方向电压信号，模数转换器102将方向电压信号转换为数字信号，处理芯片103从第一组通用输入输出端口 1031获取数字信号，根据数字信号获取电子指南针所在的方位角。其中，磁场传感器101可优选为Philips公司研发的KMZ52 二维磁场传感器。模数转换器102优选为具有8位数据处理功能的模数转换器，如AD9483。处理芯片103为各种具有数据处理功能且具有多个通用输入输出端口的芯片，举例而言，其可为ATMEL公司研发的AVR系列芯片，Intel公司研发的MCS-51系列芯片等。在优选实施例中，本实用新型的电子指南针可测量二维磁场，具体而言，磁场感应单元1011产生的方向电压信号包括X轴方向电压信号和Y轴方向电压信号，数字信号包括 X轴数字信号和Y轴数字信号，下面以HeX代表X轴数字信号，以HeY代表Y轴数字信号，因此，处理芯片103可根据以下公式获取方位角α α = arctan (HeY/HeX)(1)通常来说，公式(1)可以单片机控制码方式嵌入至处理芯片103内，处理芯片103 在获取HeX和HeY后，将HeX和HeY输入至公式(1)，触发运行公式(1)所对应的单片机控制码，以获取方位角。而在其他实施例中，也可在处理芯片103上扩展专用的方位角处理芯片103，而方位角处理芯片103具体可利用多个门电路(如与、或、非等门电路)组合实现。因此，可利用HeX和HeY以测量二维磁场，但，在本实用新型的其他实施例中，也可利用磁场感应单元1011感应出两个或两个以上的不同轴的方向电压信号，并根据本领域常用的其他方位角计算公式计算方位角，而本实用新型于此不作赘述。请进一步参见图1，在特定情况下，磁场感应单元1011感应出的方向电压信号较为微弱，需要作出信号放大处理，因此，在本发明的优选实施例中，电子指南针可进一步包括放大电路104，放大电路104的输入端1041连接磁场感应单元1011，放大电路104的输出端1042连接模数转换器102，放大电路104可用于放大方向电压信号。并且，由于环境温度可能会影响系统精度，而在高精度要求的系统中，可以通过设置补偿线圈1012以对测量精度进行补偿。因此，在本发明的优选实施例中，磁场传感器101 进一步包括补偿线圈1012，处理芯片103进一步包括第二组通用输入输出端口 1032，补偿线圈1012与第二组通用输入输出端口 1032连接，补偿线圈1012产生补偿电压信号，处理
4芯片103从第二组通用输入输出端口 1032获取补偿电压信号以调整方位角。同样地，在特定情况下，补偿线圈1012产生的补偿电压信号可能会较为微弱，因此，补偿线圈1012与处理芯片103的第二组通用输入输出端口 1032之间进一步设置有补偿线圈驱动电路105，以将补偿电压信号放大至第二组通用输入输出端口 1032足以检测到的信号级别。另外，由于电子指南针有时会发生翻转、倾侧等动作，而这些动作也会影响测量到的方位角的精度，因此，需要设置翻转线圈1013以补偿上述动作所产生的误差。请进一步参见图1，在本发明的优选实施例中，磁场传感器101进一步包括翻转线圈1013，处理芯片 103进一步包括第三组通用输入输出端口 1033，翻转线圈1013与第三组通用输入输出端口 1033连接，翻转线圈1013产生翻转电压信号，处理芯片103从第三组通用输入输出端口 1033获取翻转电压信号以调整方位角。同理，在特定情况下，翻转线圈1013产生的翻转电压信号可能会较为微弱，因此，翻转线圈1013与处理芯片103的第三组通用输入输出端口 1033之间进一步设置有翻转线圈驱动电路106，将翻转电压信号放大至第三组通用输入输出端口 1033足以检测到的信号级别。在本发明的其他实施例中，电子指南针进一步包括显示装置，显示装置用于显示方位角，其中，该显示装置可为CRT (Cathode Ray Tube，阴极射线管)显示屏，LCD (Liquid Crystal Display,液晶 示) 示屏。另外，处理芯片103进一步包括外接端口，处理芯片103通过外接端口和外接设备进行通信，以传输方位角至其他系统中，其中，外接接口可为串行接口、并行接口、蓝牙或网络接口等各种常用外接接口。因此，通过以上介绍可知，本实用新型所揭示的电子指南针可将指南针功能嵌入至便携式数码产品中，从而使得便携式数码产品可具有指南针功能。以上仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
权利要求1.一种电子指南针，其特征在于，所述电子指南针包括磁场传感器、模数转换器以及处理芯片，所述磁场传感器包括磁场感应单元，所述磁场感应单元与所述模数转换器连接，所述模数转换器与所述处理芯片中的第一组通用输入输出端口连接，所述磁场感应单元与当前环境的地磁场发生感应，产生与所述地磁场对应的方向电压信号，所述模数转换器将所述方向电压信号转换为数字信号，所述处理芯片从所述第一组通用输入输出端口获取所述数字信号，根据所述数字信号获取所述电子指南针所在的方位角。
2.根据权利要求1所述的电子指南针，其特征在于，所述方向电压信号包括X轴方向电压信号和Y轴方向电压信号，所述数字信号包括X轴数字信号和Y轴数字信号。
3.根据权利要求1所述的电子指南针，其特征在于，所述电子指南针进一步包括放大电路，所述放大电路的输入端连接所述磁场感应单元，所述放大电路的输出端连接所述模数转换器，所述放大电路放大所述方向电压信号。
4.根据权利要求1所述的电子指南针，其特征在于，所述磁场传感器进一步包括补偿线圈，所述处理芯片进一步包括第二组通用输入输出端口，所述补偿线圈与所述第二组通用输入输出端口连接，所述补偿线圈产生补偿电压信号，所述处理芯片从所述第二组通用输入输出端口获取所述补偿电压信号以调整所述方位角。
5.根据权利要求4所述的电子指南针，其特征在于，所述补偿线圈与所述第二组通用输入输出端口之间进一步设置有补偿线圈驱动电路，将所述补偿电压信号放大至所述第二组通用输入输出端口足以检测到的信号级别。
6.根据权利要求1所述的电子指南针，其特征在于，所述磁场传感器进一步包括翻转线圈，所述处理芯片进一步包括第三组通用输入输出端口，所述翻转线圈与所述第三组通用输入输出端口连接，所述翻转线圈产生翻转电压信号，所述处理芯片从所述第三组通用输入输出端口获取所述翻转电压信号以调整所述方位角。
7.根据权利要求6所述的电子指南针，其特征在于，所述翻转线圈与所述第三组通用输入输出端口之间进一步设置有翻转线圈驱动电路，将所述翻转电压信号放大至所述第三组通用输入输出端口足以检测到的信号级别。
8.根据权利要求1所述的电子指南针，其特征在于，所述电子指南针进一步包括显示装置，所述显示装置用于显示所述方位角。
9.根据权利要求1所述的电子指南针，其特征在于，所述处理芯片进一步包括外接端口，所述处理芯片通过所述外接端口和外接设备进行通信，以传输所述方位角。
专利摘要本实用新型公开了一种电子指南针，包括磁场传感器、模数转换器以及处理芯片，磁场传感器包括磁场感应单元，所述磁场感应单元与模数转换器连接，模数转换器与处理芯片中的第一组通用输入输出端口连接，磁场传感器包括磁场感应单元，磁场感应单元与当前环境的地磁场发生感应，产生与地磁场对应的方向电压信号，模数转换器将方向电压信号转换为数字信号，处理芯片从第一组通用输入输出端口获取数字信号，根据数字信号获取电子指南针所在的方位角。通过以上方式，本实用新型提供的技术方案可将指南针功能嵌入至便携式数码产品中，从而使得便携式数码产品可扩展有指南针功能。
文档编号G01C17/30GK202141458SQ20112016143
公开日2012年2月8日 申请日期2011年5月19日 优先权日2011年5月19日
发明者滕杰 申请人:惠州Tcl移动通信有限公司