传统的磁通门传感器一般基于模拟电路设计,随着测量精度和测量范围要求的提高,基于模拟电路的磁通门传感器已经无法满足测量需求。同时,模拟电路温度性能差,导致了传统磁通门传感器温度性能和稳定性差。因此,对磁通门信号进行数字化处理是提高磁通门传感器性能的有效途径。采用CORTEX-M3内核的STM32芯片来处理磁通门信号,能提高测量精度与范围,并且具有体积小、能耗低、稳定性高的特点。目前,磁通门传感器已被广泛应用于地质勘探、环境监测、航空航天等领域。本文的磁通门探头采用的是环形结构,该探头输出的磁通门信号为偶次谐波的叠加,其中二次谐波最能反映被测磁场大小。因此,需要设计特定的电路来提取二次谐波并对该信号进行处理。本文系统地分析了磁通门传感器的性能与功能,考虑了运算速度、体积和精度等几方面,提出了合理的设计方案。STM32产生方波激励信号,该信号经过功率放大后输入磁通门传感头,从而产生磁通门信号,磁通门信号经过谐振电路后,二次谐波被提取出来,然后采用A/D对二次谐波进行模数转换,最后STM32对信号进行后续处理。本文对磁通门信号处理系统的工作原理进行了详细的论述,并据此选择了合适的STM32芯片、D/A芯片。根据信号在STM32里的流向,分别设计PWM激励模块、A/D采集模块、FIFO缓存模块、相敏检波模块、FIR模块、D/A模块、外部存储SRAM模块和串口通信模块。在电路设计时对每个硬件模块进行了 Multisim仿真,仿真通过后再把电路画成PCB,制板后焊上元器件并对其进行调试。本文通过对硬件模块的测试结果和仿真结果比较,验证了各个模块的可行性,验证了系统的可行性。在磁通门传感器设计完成后,对其八个方向上测量值和理论值进行最小二乘拟合,得出了理论值与测量值之间的关系并进行稳定性的测试。实验结果表明,本文设计的磁通门传感器的稳定度达到了 0.4%,八个方向上的精度在2.26%～14.89%之间。