基于嵌入式操作系统的磁场测量系统的设计

　　(1)为了实现多路磁场传感器的信号输入，设计中采用片选芯片74HCl5进行通道的选择。通过对74HCl53控制端S0，Sl输入不同的数据组合(00，10，0l，11)，输出端lY和2Y就可实现不同输入通道的选择。

　　(2)在整个系统的电路设计中，前置放大电路的主要作用是将传感器输出的、和磁场强度成正比的微弱电压信号放大。根据其要求，设计的前置放大电路采用了差动放大的方式，电路如图3所示。它具有高共模抑制比、输入阻抗高、输出阻抗低、失调小、温漂小、线性好等优点。

　　(3)磁场测量系统对不同的测量对象进行测量时，磁场传感器的感应强度都会不同。要实现不同测量对象自适应量程的切换，必须设计一个放大倍数可调的模块，而且放大倍数的范围应较广。现采用BURR-BROWN公司的PGA202／203程控仪表放大器，该芯片无需外围芯片，而且PGA202与PGA203经级联可组成从l~8000倍的16种程控增益。放大范围可满足系统的需要。

　　(4)因磁场检测时会受到环境中其它外部磁场的干扰而输出偏移电压，所以在电路设计中设有自动调零电路，在每次仪器使用前进行自动校准。实现方法是在输入端增加一个开关，校准时输入直接接地，测量时输入接传感器。主控制器将接地时的输出记录在数据区中，并将此输出作为零点而实现自动调零。

　　(5)该仪器检测的是交变磁场，所以对磁场的频率检测是必需的。实现方法是将磁场检测信号通过一个过零比较器变成方波，方波经过二极管将正电压部分送至单片机的输入捕捉引脚进行频率检测。

　　总之，前端信号处理模块的设计关系到系统测量数据是否可靠和准确。在设计的过程中，遇到信号在程控放大倍数设置为1000的时候会出现失真的情况，究其原因，是器件PGA202的性能问题导致。所以必须根据器件的性能参数选择合适的放大倍数。