【磁场建模项目2020-02-Lilin】采集板硬件规范

10X10采集板规范

采集板主要元件及元件封装

• 线性双极性霍尔元件SS49E：TO92S
• 12位11路ADCTLC2543CN：DIP-20
• 三八译码器74HC138（无锁存）：SOIC-16_150mil
• 晶体管若干：未知，选择小型的，主要用于电压开关,例如SOT23

晶体管电阻电容采用贴片式。

电源

**电源直接使用5V USB电源供电，TLC2543 5V供电，霍尔元件和TLC2543参考电压都用5V,控制电压选择stm32输出的3.3V
**。

采用共阴极接法，断开霍尔元件时断开阳极，排除干扰

选择理由：
测量超级大的电阻时不要压在手上测：
两只手掌间1.3MΩ
食指指节间6.5MΩ

测量多个SS49E：
$R_{GND-OUT}=12.50M\Omega$
$R_{OUT-GND}=无穷大$
由$R_{OUT-GND}=无穷大$可以知道，当VCC断开时，OUT不会影响连在一起的其他霍尔元件的输出脚电平，经过实际实验证明事实如此，所以采用共阴极接法。

附录：
开关霍尔提供的是bai电压信号（高低电du压：高电压大约等于电zhi源电压，低电压接近0V。）
单极：（典型代表：OH44E）只用磁性的一个磁极（S或N极）：靠近和远离，霍尔给出一组信号（高低电压）。
双极：（典型霍尔：OH41）用磁性的S和N分别去靠近霍尔，一个磁极霍给出一个信号。
简单的说：单极单磁极，双极双磁极。

译码器设计

双38译码器组成4-16译码器


省略部分为高电平

74H138使能：不使能总是输出高电平
E1,E2 ： LOW
E3 ：HEIGHT

霍尔元件开关设计

使用NPN型晶体管点来作为扫描霍尔元件矩阵的开关。

ADC采样芯片连接

ADC采样芯片连接直接连接霍尔元件输出口。

连接顺序：TLC2543CN沿着X轴正方向连接，也就是坐标$(0,x,x)$连接AIN0,坐标$(1,x,x)$连接AIN1, … 坐标$(9,x,x)$连接AIN9。剩余一路模拟输入不使用。

采样板正面概念图：采样矩阵元件间要求上下左右间距相等
尺寸比例：W1:H1:H2 = 2:2:1

采样板背面概念图：晶体管霍尔元件开关置于最上面部分的侧边，目前判断应该置于靠近远点坐标的一侧。

TLC2543CN：

对外接口设计

电源接口：

ADC芯片通信接口：

译码器控制接口：

主控引脚分配

下载：

电源：

通信UART:

TX:PA9
RX:PA10

A4899:

SLEEP_A4988 	PA0		6
STEP_A4988 		PA1		7
MS1_A4988 		PA2		2
MS2_A4988 		PA3		3
MS3_A4988 		PA4		4
DIR_A4988 		PA5		8
ENABLE_A4988 	PA6		1
RESET_A4988 	PA7		5



ENABLE_A4988 	PA6		1
MS1_A4988 		PA2		2
MS2_A4988 		PA3		3
MS3_A4988 		PA4		4
RESET_A4988 	PA7		5
SLEEP_A4988 	PA0		6
STEP_A4988 		PA1		7
DIR_A4988 		PA5		8

416译码器：

A0_416 		PB3
A1_416      PB4
A2_416      PB5
A3_416      PB6
ENABLE_416	PB7

TLC2543:

MOSI		PB15	
MISO		PB14	
SCK			PB13 	
CS			PB12 	
EOC			PB11

规范改动V2