基于51單片機(jī)的電子羅盤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)解讀

1、本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于51系列單片機(jī)數(shù)字電子羅盤論文題目:設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)TOC o 1-5 h z姓名:學(xué)號(hào):班級(jí):年級(jí):專業(yè)：學(xué)院:指導(dǎo)教師:完成時(shí)間:2013年5月28日作者聲明本人以信譽(yù)鄭重聲明：所呈交的學(xué)位畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是本人在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下由本人獨(dú)立撰寫完成的，沒有剽竊、抄襲、造假等違反道德、學(xué)術(shù)規(guī)范和其他侵權(quán)行為。文中引用他人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖件、資料均已明確標(biāo)注出，不包含他人成果及為獲得東華理工大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。對(duì)本設(shè)計(jì)（論文）的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）引起的法律結(jié)果完全由本人承擔(dān)。本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

2、成果歸東華理工大學(xué)所有。特此聲明。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者（簽字）：簽字日期：年月曰本人聲明：該學(xué)位論文是本人指導(dǎo)學(xué)生完成的研究成果，已經(jīng)審閱過論文的全部?jī)?nèi)容，并能夠保證題目、關(guān)鍵詞、摘要部分中英文內(nèi)容的一致性和準(zhǔn)確性。學(xué)位論文指導(dǎo)教師簽名：年月曰ii基于51系列單片機(jī)數(shù)字電子羅盤設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)黃飛Basedon51single-chipdigitalelectroniccompasssystemdesignandimplementationHuangFei東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘要東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘要 II I摘要當(dāng)今社會(huì)交通越來越發(fā)達(dá)，導(dǎo)航系統(tǒng)也隨之普遍。在以前人們大多數(shù)使用地圖

3、，看路況。但是由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展，交通路線也變化好大?，F(xiàn)在雖然有GPS，但是在山區(qū)有覆蓋遮蔽的地方，GPS也失去作用。汽車出巡不方便，為解決這個(gè)的問題，本文主要研究使用在汽車導(dǎo)航設(shè)備的能夠精確定向的電子羅盤系統(tǒng)。本文主要介紹磁阻式電子羅盤的工作原理，并詳細(xì)介紹了磁阻傳感器HMC5883、雙軸加速度傳感器ADXL202、AD7705轉(zhuǎn)換芯片以及AT89C52單片機(jī)的磁阻式電子羅盤的硬件設(shè)計(jì)；根據(jù)傳感器信號(hào)輸出特點(diǎn)，經(jīng)過AD7705模數(shù)轉(zhuǎn)換后，利用AT89C52單片機(jī)處理信息功能經(jīng)過分析后，經(jīng)顯示屏顯示行駛方向。完成當(dāng)偏離固定方向區(qū)間行駛時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生報(bào)警的功能，同時(shí)分析了系統(tǒng)產(chǎn)生的誤差。在研制磁阻電子羅

4、盤原理樣機(jī)過程中，我對(duì)系統(tǒng)做出一定的誤差補(bǔ)償，使其系統(tǒng)的精度提高，并且對(duì)系統(tǒng)做經(jīng)一步的改進(jìn)。對(duì)研制的數(shù)字電子羅盤系統(tǒng)樣機(jī)，進(jìn)行測(cè)試。其結(jié)果顯示，該數(shù)字電子羅盤能對(duì)行駛方向進(jìn)行的動(dòng)態(tài)測(cè)量，在0到360范圍行駛方向測(cè)量精度可達(dá)2.0。研制的數(shù)字電子羅盤，具有體積小、性能穩(wěn)定、反應(yīng)快、低功耗等優(yōu)點(diǎn)，在車輛導(dǎo)航設(shè)備領(lǐng)域有非常廣闊的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：AT89S52單片機(jī)；HMC5883傳感器；電子羅盤東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘要東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘要iiiiAbstractTodayssociety,moreandmoredevelopedtransportation,navigation

5、systemshavebecomepopular.Inthepastmostpeopleusethemaptoseetheroad.However,duetoeconomicdevelopment,transportroutesarealsobigchanges.AlthoughtherearenowGPS,butthemountainsarecoveredinshelteredplaces,GPSisalsouseless.Carparadeinconvenient,tosolvethisproblem,westudyamethodforprecisedirectionalvehicleeq

6、uipmentelectroniccompasssystem.Thispaperdescribesthemagnetoresistiveelectroniccompassworks,anddescribedindetailbasedonmagnetoresistivesensorHMC5883,dual-axisaccelerometerADXL202,AD7705converterchipandonAT89C52magnetoresistiveelectroniccompasshardwaredesign;basedonthesensorsignaloutputcharacteristics

7、,afterAD7705analog-digitalconversion,theuseoftheinformationprocessingfunctionsAT89C52microcontrollerafteranalysisthroughthedisplayshowsthedirectionoftravel.Andtoachieveatravelingdirectionoftheintervalfromafixedfunctionwillgenerateanalarm,andanalyzestheerrorsgeneratedbythesystem.Andproposeappropriate

8、compensationmethodstoimprovesystemaccuracy,theinitialcompletionofthemagnetoresistiveelectroniccompassprincipleprototypedevelopment,andgivesanimprovementscheme.Digitalelectroniccompasssystemprototypeisdeveloped,andhascarriedonthedebugging,testresultsshowthattheelectroniccompasscanrealizecourseAngleof

9、dynamicmeasurement,withinthescopeof0to360courseAnglemeasurementprecisioncanbeupto+/-2.0.Thedigitalelectroniccompass,hassmallvolume,stablefunction,quickresponse,andlowpowerconsumption,inthefieldofvehiclenavigationequipmenthasverybroadapplicationprospects.Keywords：AT89C52microcontroller;HMC5883sensor;

10、electroniccompassorientationsyste東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目錄東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目錄TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 1緒論1 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 1.1羅盤的發(fā)展歷史和課題背景1 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 1.2磁阻效應(yīng)式電子羅盤原理1 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 1.3磁阻效應(yīng)式電子羅盤發(fā)展趨勢(shì)2

11、 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 2系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)4 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 2.1電子羅盤測(cè)量基本原理4 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 2.2系統(tǒng)主控系統(tǒng)的選擇6 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 2.3硬件總體框圖設(shè)計(jì)7 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 2.4軟件總體框圖設(shè)計(jì)7 HYPERLINK l bookmark26 o

12、 Current Document 3硬件系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)10 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 3.1控制器模塊設(shè)計(jì)10 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 3.2傳感器模塊設(shè)計(jì)10 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 3.3信號(hào)調(diào)理電路和A/D轉(zhuǎn)換器模塊12 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 3.4顯示模塊13 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document

13、4軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)15 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 4.1主程序設(shè)計(jì)15 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 4.2傳感器模塊程序15 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 4.3方位角度解算過程17 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 4.4LED顯示子程序17 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與誤差分析21致謝22參考文獻(xiàn)23東華理工

14、大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘要東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘要 IV #附錄：241總電路圖242部分程序25東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)緒論東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)緒論東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）緒論 1緒論1.1羅盤的發(fā)展歷史和課題背景通常的導(dǎo)航儀器主要有兩種：陀螺羅經(jīng)和磁羅盤。對(duì)地磁場(chǎng)測(cè)量方向的儀器叫做磁羅盤。我國發(fā)明指南針就是一個(gè)簡(jiǎn)易的磁羅盤，對(duì)整個(gè)人類社會(huì)發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)。在公元50年左右，磁石已經(jīng)被運(yùn)用到導(dǎo)航航啦，并且研制出了司南。在公元960-1127年時(shí)候，支撐是的指南針一一指南龜被研制出來。到20世紀(jì)初，隨著工業(yè)的發(fā)展，羅盤制造工藝也得到了飛速的發(fā)展，材料的選擇和機(jī)械制造使得羅

15、盤的性能有了顯著地提高。尤其是是機(jī)械式磁羅盤，現(xiàn)在某些情況下依然使用機(jī)械式磁羅盤1。到了20世紀(jì)出，陀螺羅盤的問世，對(duì)羅盤又是一場(chǎng)革命。羅盤感應(yīng)這地球的自轉(zhuǎn)，磁性物質(zhì)對(duì)其沒有影響。使得陀螺羅盤的標(biāo)度盤非常穩(wěn)定，讀取數(shù)據(jù)更加精確。當(dāng)代GPS雖然有廣泛的應(yīng)用，但是信號(hào)經(jīng)常被物體所遮擋，使其精度大打折扣。有效性也大大降低。數(shù)字電子羅盤系統(tǒng)則將填補(bǔ)這一個(gè)不足，采用地磁場(chǎng)的工作原理，無論何時(shí)何地磁場(chǎng)的水平分量永遠(yuǎn)指向地磁北極，對(duì)GPS信號(hào)進(jìn)行有效補(bǔ)償。隨著科技發(fā)展和道路建設(shè)完善，汽車會(huì)給人們生活極大方便，汽車將會(huì)普及在我們生活中。電子羅盤定向系統(tǒng)將會(huì)出現(xiàn)每一輛汽車?yán)铮粚脮r(shí)很多人會(huì)開自己的車旅游，回家，談

16、生意等等，當(dāng)置于一個(gè)陌生的環(huán)境中，導(dǎo)航定向?qū)τ谛熊嚢踩浅Ｖ匾?。所以，迫切需要研究出一種低功耗，便于攜帶，內(nèi)置磁場(chǎng)感應(yīng)器，系統(tǒng)穩(wěn)定，并且能完成精確定向的微系統(tǒng)，而本課題設(shè)計(jì)就是研究出一個(gè)數(shù)字電子羅盤，專門解決這個(gè)問題而產(chǎn)生的。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)基于單片機(jī)開發(fā)平臺(tái)，選取磁阻傳感器作為敏感元件，采用兩軸設(shè)計(jì)和補(bǔ)償設(shè)計(jì)方案，使用超低功耗控制器51單片機(jī)作為傳感器數(shù)據(jù)計(jì)算方向的小型低功耗電子羅盤系統(tǒng)。1.2磁阻效應(yīng)式電子羅盤原理目前電子羅盤按照有無傾角補(bǔ)償可以分為平面電子羅盤和三維電子羅盤，也可以按照傳感器的不同分為磁阻效應(yīng)傳感器、霍爾效應(yīng)傳感器和磁通門傳感器。利用磁性材料的磁阻效應(yīng)制成磁性效應(yīng)傳感器。磁性材

17、料的易磁化軸、形狀和磁化磁場(chǎng)的方向影響著其磁化方向。圖1.1顯示出，當(dāng)電流流通磁性材料時(shí)，其電阻阻值大小由材料流通電流的方向與磁化方向的夾角0決定。把磁場(chǎng)M加在磁性材料上，之前磁化方向開始轉(zhuǎn)動(dòng)。如果磁化方向轉(zhuǎn)向與電流的方向垂直，0角增大，電阻阻值將減??；如果平行，即0角減小，電阻阻值將增大，電流方向與電阻值的關(guān)系為G，這就是磁阻效應(yīng)。圖1.1磁阻效應(yīng)原理磁阻式傳感器具有低功耗，抗干擾，溫度穩(wěn)定性好，而且電路很容易搭建。靈敏度和線性度比較好。其性能及穩(wěn)定性容易被遲滯誤差和零點(diǎn)溫度漂移所影響，地磁場(chǎng)強(qiáng)度比較小，外界非磁場(chǎng)容易對(duì)磁阻式電子羅盤產(chǎn)生干擾。電子羅盤發(fā)展相當(dāng)迅速，在需要導(dǎo)航的系統(tǒng)的各行各業(yè)

18、。并且有著非常大的應(yīng)用前景3。1.3磁阻效應(yīng)式電子羅盤發(fā)展趨勢(shì)由于GPS導(dǎo)航在高山、樹林時(shí)信號(hào)傳輸不能很好的回饋到衛(wèi)星中。同時(shí)GPS容易受到其他信號(hào)、波形干擾，導(dǎo)致其穩(wěn)定在某些地區(qū)較差。所以需要一個(gè)穩(wěn)定的導(dǎo)航系統(tǒng)在任何場(chǎng)地都能測(cè)出行駛方向，所以這個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)有很大的發(fā)展前景。有地磁大小和方向隨地點(diǎn)不同而不同，無論在地球的每一個(gè)地方，磁場(chǎng)的水平分量永遠(yuǎn)指向磁北，電子羅盤根據(jù)這一個(gè)原理制作的，所以電子羅盤可以用于穩(wěn)定的精確的汽車導(dǎo)航定向，電子羅盤系統(tǒng)的市場(chǎng)需求也在我國日趨明顯，而且也初具規(guī)模。未來電子羅盤的發(fā)展的方向有以下幾點(diǎn)：行業(yè)進(jìn)行統(tǒng)一，整體規(guī)劃，使其規(guī)范起來。讓這個(gè)行業(yè)發(fā)展更完全。使電子羅盤導(dǎo)

19、航系統(tǒng)科技含量更高，使整個(gè)制造流程形成一個(gè)完整的產(chǎn)物鏈把GPS的技術(shù)和電子羅盤技術(shù)相結(jié)合，提高導(dǎo)航的精確性、實(shí)用性和穩(wěn)定性。把電子羅盤做成信息技術(shù)服務(wù)的產(chǎn)業(yè)，使其應(yīng)用到更多的行業(yè)里，加快電子羅盤研究與發(fā)展。未來科技發(fā)展更加快速,相對(duì)磁場(chǎng)技術(shù)也會(huì)越來成熟，電子羅盤系統(tǒng)將朝著先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性、功能型的成熟完善的系統(tǒng)！東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析 2系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)2.1電子羅盤測(cè)量基本原理地球表面的磁場(chǎng)強(qiáng)度為0.50.6Gauss,方向指向地磁的北極。圖2.1所示，地球磁場(chǎng)無論在地球那個(gè)地方都是指

20、向北極。磁傳感器利用這一個(gè)原理指向地磁北極的方向應(yīng)用到載體上。圖2.1地球磁場(chǎng)的分布圖Fig.2.1Thedistributionofgeomagneticfield在載體坐標(biāo)系4下，磁航向a角的定義是載體縱軸在水平面上的投影與低磁北極的夾角。當(dāng)載體縱軸和地磁北極平行或重合時(shí)，磁航向a角為0,磁航向角a從0到360是隨順時(shí)針方向轉(zhuǎn)的。導(dǎo)航定位主要有三個(gè)姿態(tài)參數(shù)：航向角（a）,俯仰角（0）,橫滾角（Y）。將磁阻傳感器的三個(gè)敏感軸沿載體的三個(gè)坐標(biāo)軸安裝，分別測(cè)量地磁場(chǎng)磁感強(qiáng)度H在載體坐標(biāo)系三個(gè)坐標(biāo)上的投影分量（Hx,HY,Hz）。在地平坐標(biāo)系中，磁阻傳感器的三軸輸出為（HR-X,HR-Y,HR-Z

21、），如下圖示所示。圖2.2羅盤系統(tǒng)任意姿態(tài)示意圖Hr-X=HXcosB+HYsinsiny-hZsinBcosy;Hr-Y=Hxcosy+HZsinB；其中a為航向角；0為俯仰角;Y為橫滾角。兩軸加速計(jì)測(cè)得的重力加速度為Gx、Gy已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎禐間,可得：0=arcsin(Gx/g)Y=arcsin(GY/g)當(dāng)求出Hr-X和Hr-y值，便可以計(jì)算出羅盤系統(tǒng)縱軸與當(dāng)?shù)卮疟睒O的夾角A：A=arctan(HR-Y/HR-X)當(dāng)考慮當(dāng)?shù)卮牌菚r(shí)，航向角為：a=angle+0(*)每個(gè)地區(qū)的磁偏角0是一個(gè)固定值，以列表形式存入Flash中，根據(jù)數(shù)據(jù)的信息選擇,按式(*)補(bǔ)償即可。通過軟件設(shè)置可

22、使angle在0。360之間顯示2.2系統(tǒng)主控系統(tǒng)的選擇系統(tǒng)總體硬件設(shè)計(jì)中，關(guān)鍵是選擇性價(jià)比最高的控制體系?，F(xiàn)在的控制系統(tǒng)非常多，通常根據(jù)我們實(shí)際需要，選擇控制系統(tǒng)。一下3個(gè)方案都滿足實(shí)際需要，工控機(jī)控制、可編程控制器(PLC)控制、單片機(jī)控制等。每個(gè)控制系統(tǒng)都有自己的特點(diǎn)，下面依次詳述：方案一：工控機(jī)。工控機(jī)擁有計(jì)算機(jī)的軟件資源，使軟件開發(fā)、程序編寫更加容易，設(shè)計(jì)的工作界面更加完美；工控機(jī)都是標(biāo)準(zhǔn)接口，通訊與連接方便快捷；工控機(jī)穩(wěn)定性強(qiáng)、抗干擾，唯一缺點(diǎn)就是價(jià)格比較貴。在不大控制系統(tǒng)中，一般選已經(jīng)成型的工控機(jī)。方案二：PLC。PLC6是綜合繼電器邏輯控制和計(jì)算機(jī)技術(shù)而研發(fā)出的控制器。其優(yōu)點(diǎn)有

23、：穩(wěn)定性好，編程簡(jiǎn)單，模塊可以隨意組合，功能齊全，通常用在要求高穩(wěn)定性的情況。如果增加模擬量輸入輸出的功能，價(jià)格更貴。比一般的單片機(jī)要貴！方案三：?jiǎn)纹瑱C(jī)。單片機(jī)7是一種微型的控制器，是一個(gè)完整控制體系。單片機(jī)主要優(yōu)點(diǎn)有：控制功能強(qiáng)大、穩(wěn)定性好、價(jià)格便宜，在各行各業(yè)應(yīng)用都很普遍，單片機(jī)推動(dòng)了各行業(yè)發(fā)展，使工業(yè)控制更加先進(jìn)。電子技術(shù)不斷更新，單片機(jī)的功能越來越多。那些功能有A/D、D/A轉(zhuǎn)換、PCA等等。控制系統(tǒng)應(yīng)用更加方便。單片機(jī)具體特點(diǎn)有：穩(wěn)定性強(qiáng)。抗工業(yè)噪聲干擾性好，工藝好，把表格固化在ROM中；一個(gè)芯片內(nèi)有多種信號(hào)通道，使其，穩(wěn)定性強(qiáng)，更加可靠。擴(kuò)展方便。片內(nèi)的部件足夠時(shí)CPU運(yùn)行的。而且

24、片外提供大量的可擴(kuò)展的三總線，容易搭建各種規(guī)模系統(tǒng)。可控性強(qiáng)。工業(yè)控制要求控制系統(tǒng)指令豐富，有各種指令，其中包括轉(zhuǎn)移指令、I/O口操作指令、位處理指令等。并不強(qiáng)制添置下程序，需要的應(yīng)用程序由用戶自己決定。價(jià)格便宜，易而且容易開發(fā)，技術(shù)不斷更新，控制系統(tǒng)的造價(jià)越來越低提供了；另外，單片機(jī)的應(yīng)用案例非常的多，同時(shí)可以看到很多程序，并且許多模塊程序相同。東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析 綜上所述，單片機(jī)控制能力在工控機(jī)和PLC之間，價(jià)格是最便宜，而且小巧，低功耗等優(yōu)點(diǎn)。磁阻式傳感器的控制系統(tǒng)中，采用單片機(jī)作為控制器的核心滿足了本系統(tǒng)的實(shí)際需要。性價(jià)

25、比最優(yōu)，所以選用單片機(jī)。2.3硬件總體框圖設(shè)計(jì)數(shù)字電子羅盤3大模塊分別是：傳感器模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和MCU模塊。需要硬件有：磁阻傳感器、雙軸加速度傳感器、AD轉(zhuǎn)換器以及單片機(jī)的磁阻式電子羅盤。硬件總體框圖如下：圖2.3系統(tǒng)硬件總體框圖采用三軸磁阻傳感器進(jìn)行地球磁場(chǎng)矢量測(cè)量，雙軸加速傳感器可以傳感地球重力場(chǎng)中測(cè)量載體的姿態(tài)，然后通過姿態(tài)坐標(biāo)變換將磁阻傳感器得到載體坐標(biāo)的測(cè)量信號(hào)變換到地平坐標(biāo)系。其磁阻式傳感器HMC5883包含輸出為3路的差分模擬電壓值，差分值大約為幾毫伏，信號(hào)經(jīng)過傳感器內(nèi)置的ASIC放大器把信號(hào)進(jìn)行放大，再進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換；再由有單片機(jī)處理數(shù)字信號(hào)，經(jīng)由處理后得

26、到航向角由顯示屏來顯示；復(fù)位電路用于恢復(fù)磁阻傳感器在強(qiáng)磁干擾后的靈敏度；電源模塊分別為復(fù)位電路和信號(hào)處理電路供電；此外專門添設(shè)了鍵盤調(diào)節(jié)數(shù)碼管亮度的功能，使得操作員可以在環(huán)境光線強(qiáng)時(shí)將數(shù)碼管調(diào)亮些，在夜間環(huán)境光線弱時(shí)將亮度調(diào)暗2.4軟件總體框圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件除了完成初始化、信號(hào)采集、信號(hào)調(diào)理、A/D轉(zhuǎn)換，再到單片機(jī)中進(jìn)行信號(hào)處理分析，然后判斷能否輸出。其框圖如下所示:采集信號(hào)r信號(hào)調(diào)理1A/D轉(zhuǎn)換圖2.4軟件總體框圖單片機(jī)對(duì)傳感器失調(diào)、溫度漂移等干擾造成的誤差進(jìn)行調(diào)整。失調(diào)和溫度漂移會(huì)在傳感器敏感信號(hào)上面疊加一個(gè)直流偏置電路，單片機(jī)通過將傳感器在置位和復(fù)位情況下得到的信號(hào)進(jìn)行分析，算出平均值。就

27、可以得到由于失調(diào)和漂移造成的直流偏置信號(hào)，在方向角計(jì)算前對(duì)該偏置信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償即可消除其影響。再判斷能否輸出，如果不能輸出，則再采集一次；能輸出則把數(shù)據(jù)送到顯示屏顯示。東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）硬件系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）硬件系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 3硬件系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)3.1控制器模塊設(shè)計(jì)控制器是設(shè)計(jì)數(shù)字電子羅盤的核心部分，MCU負(fù)責(zé)對(duì)傳感器采集的信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析、處理，通過姿態(tài)矩陣和誤差補(bǔ)償，可以礙到載體的姿態(tài)參數(shù)。一般計(jì)算量較大，普通的單片機(jī)不能滿足使用要求一下有幾個(gè)方案可供選擇方案一：采用MSP430作為系統(tǒng)的CPU。MSP430系列單片機(jī)是一個(gè)16位、單片機(jī)，采用

28、了精簡(jiǎn)指令集（RISC）結(jié)構(gòu)，具有豐富的尋址方式（7種源操作數(shù)尋址、4種目的操作數(shù)尋址）、簡(jiǎn)潔的27條內(nèi)核指令以及大量的模擬指令；大量的寄存器以及片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器都可參加多種運(yùn)算；還有高效的查表處理指令；高速度的處理。方案二：采用FPGA作為系統(tǒng)的CPU。FPGA中，實(shí)現(xiàn)大的，高密度的各種復(fù)雜的邏輯功能，它是集成于一個(gè)芯片，減小尺寸，改進(jìn)穩(wěn)定性，并應(yīng)用EDA仿真，調(diào)試，容易擴(kuò)展的所有設(shè)備。FPGA的并行輸入輸出方法，適合于大規(guī)模的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，以提高系統(tǒng)核心的處理速度。然而，由于建造的數(shù)據(jù)處理速度以下苛刻的FPGA的優(yōu)勢(shì)高速處理不能完全反射，并由于其高的集成水平，具有很高的成本和因?yàn)樵黾拥碾娐吩O(shè)

29、計(jì)和實(shí)際的芯片引腳更多的物理硬件電路板布線和焊接4。方案三：AT89C52為系統(tǒng)控制器。兼容MCS51指令系統(tǒng)，8kB可反復(fù)擦寫（大于1000次）FlashROM；32個(gè)雙向I/O口；256x8bit內(nèi)部RAM；3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷；時(shí)鐘頻率0-24MHZ；2個(gè)串行中斷，可編程UART串行通道；2個(gè)外部中斷源，共8個(gè)中斷源；2個(gè)讀寫中斷口線，3級(jí)加密位；低功耗空閑和掉電模式，軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能；單片機(jī)處理數(shù)據(jù)能力強(qiáng)，編程自由，方便，可用實(shí)現(xiàn)算法和邏輯方面的控制，并且由于其低功耗、尺寸小、性能穩(wěn)定、價(jià)格便宜，使其在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛經(jīng)過仔細(xì)對(duì)比，AT89C52單片機(jī)符合設(shè)計(jì)要求的，

30、容易操作，性價(jià)比高，所以選用AT89C52單片機(jī)作為系統(tǒng)控制器。3.2傳感器模塊設(shè)計(jì)磁阻式傳感器是本系統(tǒng)信號(hào)采集的關(guān)鍵部件，因此傳感器的選擇變的尤為重要。目前的電子羅盤傳感器主要分為磁通門、磁阻式和霍爾元件三種。磁阻傳感器的電子羅盤抗噪聲好，溫度穩(wěn)定性好、尺寸小、精度高、可靠性強(qiáng)、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，是未來電子羅盤的發(fā)展方向。為了更好地選擇傳感器，我去了解磁羅盤的現(xiàn)狀及其未來發(fā)展方向；弄懂磁阻效應(yīng)，磁阻傳感器的工作原理和輸出信號(hào)特征。這里我根據(jù)需求，采用HMC5883作為本系統(tǒng)的傳感器。HMC5883是霍尼韋爾公司推出的三軸數(shù)字羅盤傳感器，專門為帶有一個(gè)數(shù)字接口的低場(chǎng)磁傳感器而設(shè)計(jì)，應(yīng)用于諸如低

31、成本羅盤和測(cè)磁學(xué)領(lǐng)域。HMC5883的電路圖如圖3.1,傳感器內(nèi)置ASIC放大器，可以自行將微弱信號(hào)放大。同時(shí)Rl、R2為10KQ的2C總線上拉電阻，DRDY為數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好中斷，接控制器中斷輸入口。電容Cl、C3加上傳感器片上ASIC電路中的H-電橋驅(qū)動(dòng)電路可以產(chǎn)生電流脈沖，使片上的置位/復(fù)位電流帶產(chǎn)生磁場(chǎng)給傳感器去磁和極性翻轉(zhuǎn)。V3.3SDLSCLDRDY161512SDLAVDDSCLVRENDRDYDVDDC1SETCGNDSETPGNDV3.32141310911GNDHMC5883圖3.1HMC5883傳感器電路圖HMC5883傳感器與其他傳感器相比較有以下優(yōu)點(diǎn)：1）數(shù)字量輸出：I2C

32、數(shù)字量輸出接口，設(shè)計(jì)使用方便。2）尺寸小:3x3xO.9mmLCC封裝，適合大規(guī)模量產(chǎn)使用。3）精度高：12度，內(nèi)置12位A/D,OFFSET,SET/RESET電路，不會(huì)出現(xiàn)磁飽和現(xiàn)象，不會(huì)有累加誤差。4）支持自動(dòng)校準(zhǔn)程序，簡(jiǎn)化使用步驟，終端產(chǎn)品使用非常方便。5）內(nèi)置自測(cè)試電路，方便量產(chǎn)測(cè)試，無需增加額外昂貴的測(cè)試設(shè)備。6）功耗低：供電電壓1.8V,功耗睡眠模式-2.5微測(cè)量模式一0.6mA。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)HMC5883完全可以勝任。因?yàn)樗鼉?nèi)置的測(cè)試電路，簡(jiǎn)單的數(shù)字輸出，較高的效率，避免累加誤差，而且成本相對(duì)較低。我使用的是雙軸加速度傳感器ADXL202是ADI公司生產(chǎn)的全功能兩軸加速度傳感器

33、，主要用于姿態(tài)的角測(cè)量。傳感器表面是一種硅結(jié)構(gòu)的硅晶片，多晶硅和加速度傳感器的安裝板，提供耐壓力固定的。這種結(jié)構(gòu)偏轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)包括一個(gè)單獨(dú)的片材和已連接的顆粒的中央部的移動(dòng)。測(cè)量加速度束的加速的偏轉(zhuǎn)，使差分電容失衡，由此產(chǎn)生的輸出信號(hào)是一個(gè)方波，方波的振幅的加速度成正比，然后相位靈敏度解調(diào)，信號(hào)是適于確定的加速度的方向。ADXL202的雙軸加速度計(jì)放置在一個(gè)單片，可以同時(shí)測(cè)量動(dòng)態(tài)加速度，也測(cè)量靜態(tài)角度，具有占空比輸出，直接連接到微控制器的接口，而不需要再經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換。ADXL202具有尺寸小，低功耗，響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。ADXL202直流工作電壓3V-5V，靈敏度比較高，然后低速計(jì)數(shù)器工作，

34、脈沖寬度調(diào)制解碼，仍然在高分辨率。3.3信號(hào)調(diào)理電路和A/D轉(zhuǎn)換器模塊信號(hào)的調(diào)理電路包括傳感器數(shù)據(jù)的采集和模數(shù)轉(zhuǎn)換兩個(gè)模塊，功能由AD7705和單片機(jī)行駛。當(dāng)供電橋壓為5V時(shí)，電橋輸出為5mV/Gauss,電橋偏置電壓的范圍是-1010mV，磁阻傳感器的電壓輸出為毫伏級(jí)，所以轉(zhuǎn)換前比粗吧信號(hào)放大，再進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換處理，AD7705帶有可以改變倍數(shù)的增益11。這種功能是在擁有這種功能的芯片上價(jià)格是最低的。具體的選擇通過AD7705設(shè)置寄存器的MD1和MD0位校準(zhǔn)。當(dāng)MD1和MD0位寫入數(shù)據(jù)，那么校準(zhǔn)周期開始。由消除裝置校準(zhǔn)的偏移和增益產(chǎn)生的誤差以及工作環(huán)境的溫度和電壓的變化，則進(jìn)行常規(guī)的校準(zhǔn)。A

35、D7705片內(nèi)含有低通數(shù)字濾波器，可以用它處理工-調(diào)制器的輸出信號(hào)。由磁阻式傳感器HMC5883芯片內(nèi)置的ASIC放大器放大電路信號(hào)，再有AD7705芯片內(nèi)置的低通數(shù)字濾波器對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波處理。Qn-itC19I2.4576MU3AE7705SCLEJND1ZCLECI?!71口MCLKOUTDINDOITRESETDSD7AIN2(+)AIN1(+)REFIN(-)SCK123-4QlUrWy514陽一-uOllb,C2017VC-NE1615VDDWim13M：SOIF麗nTo9VisfCNL101JC21O.luFGND圖3.2信號(hào)采集部分設(shè)計(jì)原理圖3.4顯示模塊采用LCD液晶顯示屏作為

36、系統(tǒng)的輸出顯示。LCD液晶顯示主要特點(diǎn)有顯示質(zhì)量高、功率小、數(shù)字式接口等。由處理器處理數(shù)據(jù)后在液晶屏顯示行駛方向。LCD有低壓，低功耗等優(yōu)點(diǎn)，所以應(yīng)用非常廣在控制系統(tǒng)中的硬件配置。根據(jù)系統(tǒng)需要選擇的LCD是AMPIRE128X64的漢字圖形型液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形。LCD1GND圖3.3液晶顯示顯示器接口東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 4軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)4.1主程序設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)流程圖如下：先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，然后再?zèng)Q定是否進(jìn)行采集測(cè)量，然后對(duì)信號(hào)處理，然后對(duì)其補(bǔ)償。方向進(jìn)行校正。不用測(cè)量則直接進(jìn)行校正，計(jì)算偏移量，保存到單

37、片機(jī)中。還設(shè)置了休眠模式，有定時(shí)中斷等功能。開始）讀取預(yù)制參數(shù)系統(tǒng)初始化K否測(cè)量模式-否定時(shí)器中斷信號(hào)采集信號(hào)分析，處理進(jìn)入休眠模式硬鐵補(bǔ)償GPS獲取經(jīng)方向解算查表求磁偏角/磁偏角校正顯示屏顯示v是結(jié)束圖4.1系統(tǒng)主程序圖4.2傳感器模塊程序由復(fù)位置位電路的電流帶的特性，在S/R+端給一個(gè)脈沖，則元件能找到準(zhǔn)確的方向與其對(duì)準(zhǔn)。而此脈沖只能加在一個(gè)方向。羅盤在工作時(shí)，PA1口每隔1秒鐘對(duì)傳感器置位一次。程序流程圖：圖4.2電橋偏置電壓流程圖voidreset_HMC1022()PORTA&=(11);PA1口產(chǎn)生下降沿_NOP();/延時(shí)15usPORTA|=(11);PA1口產(chǎn)生上升沿東華理工

38、大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) return;4.3方位角度解算過程方位角度計(jì)算兩個(gè)步驟：角度判定范圍。對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行角度解算首先把得到的式子轉(zhuǎn)化為三維坐標(biāo)系統(tǒng)，8個(gè)象限。然后使航向角在360范圍內(nèi)連續(xù)。得到瞬時(shí)測(cè)量值和當(dāng)前的原點(diǎn)坐標(biāo)值，進(jìn)行對(duì)比，得出測(cè)量值在那個(gè)象限范圍內(nèi)。最后把測(cè)量值進(jìn)行方位角度的解算.角度的解算主要是反正切運(yùn)算，其難度較大。雖然可以使用matlab調(diào)用函數(shù)，但是函數(shù)執(zhí)行時(shí)間較長，使靈敏度降低，而查表則比較快，所以本系統(tǒng)采用查表。查表方法如下，首先把090.0。的正切值，每

39、隔0.01。讀取一個(gè)數(shù)據(jù)，然后把數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，這樣我們可以通過查表得出每個(gè)正切值，而且精度值也比較高。查表方法有很多種，這里推薦先使用初略估計(jì)然后縮小范圍查找。小范圍精度查找使用二分法，因?yàn)槎址ú橹悼於揖_，把整個(gè)數(shù)據(jù)分成兩份個(gè)數(shù)一樣的，然后讀取an/2的值與要測(cè)量x值進(jìn)行對(duì)比，若x=an/2剛好是要測(cè)量的x值時(shí)，說明已經(jīng)讀取到值。否則繼續(xù)查找下去，直到x=an/2剛好是要測(cè)量的x值。其中，當(dāng)xan/2,則在數(shù)組a的右邊尋找X。4.4LED顯示子程序/*led顯示子程序*/main()lcd_init();display_string(3,0,LcdBuf1);/顯示第一行，從第

40、3個(gè)位置開始display_string(0,1,LcdBuf2);/顯示第二行，從第0個(gè)位置開始while(1);/單片機(jī)待機(jī)/*函數(shù)名稱：WriteDataLcd*入口參數(shù)：wdata(unsignedchar型)*出口參數(shù)：無*功能描述：寫數(shù)據(jù)到LCD*/voidWriteDataLcd(unsignedcharwdata)LCD_DATA二wdata;LCD_RS=1;LCD_RW=0;LCD_E=0;dellay(lOO);/短暫延時(shí)，代替檢測(cè)忙狀態(tài)LCD_E=1;/*函數(shù)名稱：WriteCommandLcd*入口參數(shù)：wdata(unsignedchar型)*出口參數(shù)：無*功能描述

41、：寫命令到LCD*/voidWriteCommandLcd(unsignedcharwdata)LCD_DATA=wdata;LCD_RS=0;LCD_RW=0;LCD_E=0;dellay(lOO);/短暫延時(shí)，代替檢測(cè)忙狀態(tài)LCD_E=1;/LCD初始化voidlcd_init(void)LCD_DATA=O;WriteCommandLcd(0 x38);dellay(lOOO);WriteCommandLcd(0 x38);/顯示模式設(shè)置WriteCommandLcd(0 x08);/關(guān)閉顯示W(wǎng)riteCommandLcd(OxOl);/顯示清屏WriteCommandLcd(0 x06

42、);/顯示光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置WriteCommandLcd(OxOc);/顯示開及光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置/*函數(shù)名稱：display_xy*入口參數(shù)：x(unsignedchar型),y(unsignedchar型)*出口參數(shù)：無*功能描述：設(shè)置光標(biāo)位置，x是列號(hào)，y是行號(hào)*/voiddisplay_xy(unsignedcharx,unsignedchary)if(y=1)x+=0 x40;x+=0 x80;WriteCommandLcd(x);/*函數(shù)名稱：display_char*入口參數(shù)：x(unsignedchar型)，y(unsignedchar型)，dat(unsignedchar型)*出口參數(shù)

43、：無*功能描述：在具體位置顯示單個(gè)字符，x是列號(hào)，y是行號(hào)*/voiddisplay_char(unsignedcharx,unsignedchary,unsignedchardat)display_xy(x,y);WriteDataLcd(dat);/*函數(shù)名稱：display_string*入口參數(shù)：x(unsignedchar型)，y(unsignedchar型)，s(指針型)*出口參數(shù)：無*功能描述：在具體位置顯示字符串，以/0結(jié)束，x是列號(hào)，y是行號(hào)*/voiddisplay_string(unsignedcharx,unsignedchary,unsignedchar*s)disp

44、lay_xy(x,y);while(*s)WriteDataLcd(*s);s+;東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）致謝東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）致謝東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 # 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與誤差分析學(xué)習(xí)硬件電路的相關(guān)知識(shí)，然后對(duì)磁阻電子羅盤的硬件原理圖設(shè)計(jì)、PCB制板、焊接以及硬件的調(diào)試。對(duì)51單片機(jī)上編程完全會(huì)，能編寫程序給電子羅盤；并電子羅盤樣機(jī)仿真，進(jìn)行系統(tǒng)的軟硬件進(jìn)行調(diào)試，測(cè)出各項(xiàng)磁阻式羅盤功能，A/D轉(zhuǎn)換器把采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理。分析處理時(shí)選擇集中濾波方案，最終選定一種方式進(jìn)行濾波；并分析影響磁阻電子羅盤精度的誤差來源，給出相應(yīng)的補(bǔ)償方案；合理選擇處理航向角計(jì)算的算法，

45、以提高處理速度。磁阻式電子羅盤基本達(dá)到實(shí)驗(yàn)研究所想要的結(jié)果，有些方面還是有點(diǎn)不足，制造工藝，軟件的安裝，通信都存在一些缺陷。系統(tǒng)本來就有一些缺陷，例如信噪小，精度不夠高，當(dāng)行駛方向不改變時(shí)，數(shù)據(jù)顯示能力很好；但是當(dāng)經(jīng)常改變方向，系統(tǒng)穩(wěn)定性就相對(duì)差了許多。我們對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的誤差來源進(jìn)行系統(tǒng)的分析，誤差主要有3種：系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差。誤差來源主要有：電橋偏置，、基準(zhǔn)電壓穩(wěn)定性差，制造工藝存在的不可避免的誤差。磁傳感器受到磁性物質(zhì)的影響，從而產(chǎn)生失誤航向的誤差叫做羅差。羅差是磁阻式羅盤誤差最大的來源，方向影響到幾度到幾十度。羅差有硬鐵干擾和軟鐵干擾，下面介紹如果消除誤差方法。（1）電子羅盤有

46、兩種工作模式，一種是正常工作模式，另一種是出廠設(shè)置模式，出場(chǎng)設(shè)置模式是為了消除硬鐵干擾。永久磁鐵，和被磁化的金屬產(chǎn)生硬鐵干擾。這些干擾大小恒定，相對(duì)羅盤位置固定，與羅盤指向無關(guān)。羅盤運(yùn)行時(shí)，周圍的硬鐵干擾基本固定不變，對(duì)羅盤校正一次就好啦。（2）軟鐵干擾主要來與地球磁場(chǎng)和磁性材料間的相互作用，軟金屬同樣影響地球的磁力線，所不一樣的是，羅盤的方向決定著軟鐵干擾程度。數(shù)字電子羅盤尺寸小，成本低，性能穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)，在導(dǎo)航領(lǐng)域上有遠(yuǎn)大的應(yīng)用前景。隨著控制技術(shù)的發(fā)展，傳感器的精度測(cè)量有了很大的提高。本文詳細(xì)的分析了數(shù)字羅盤硬件和軟件方面，以更好提高整個(gè)系統(tǒng)的精度。對(duì)磁傳感器的工作原理和特點(diǎn)進(jìn)行了分析研究，

47、以建立一個(gè)理想化的靜態(tài)的數(shù)學(xué)模型為主要結(jié)果。為了系統(tǒng)的性能，羅盤測(cè)量誤差來源的討論和相應(yīng)的誤差補(bǔ)償計(jì)劃。但是數(shù)字電子羅盤的研究?jī)H限于實(shí)驗(yàn)室條件下，沒有被應(yīng)用到所有的情況，很難確定系統(tǒng)的各項(xiàng)功能的穩(wěn)定性。作為在磁場(chǎng)變化的儀器，要把接收位置信號(hào)處理，轉(zhuǎn)換成的數(shù)字的信號(hào)輸出，安裝平臺(tái)間的變化加速度運(yùn)動(dòng)矢量的傾斜角度，擺動(dòng)載波，如果輸出的系統(tǒng)的干擾。指南針軟鐵的磁效應(yīng)仍然存在。我相信，在未來許多領(lǐng)域，大規(guī)模，大批量使用數(shù)字電子羅盤。電子羅盤的發(fā)展會(huì)越來越好。本論文是在王懷平導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)完成的，歷時(shí)一個(gè)學(xué)期之久。導(dǎo)師平易近人，和藹可親有著深厚的學(xué)術(shù)造詣。在做論文的這一個(gè)學(xué)期，遇到的問題，王懷平老師都會(huì)

48、指導(dǎo)我怎么去解決問題，授人以魚，不如授人以漁。王老師教給我們的是方法，是精髓！在做論文的時(shí)候。我學(xué)會(huì)了基本的研究方法，還使我學(xué)會(huì)了處理問題的能力。在此，衷心感謝王老師的悉心教導(dǎo)！東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)參考文獻(xiàn)東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)參考文獻(xiàn) #參考文獻(xiàn)催嵐波船舶通信與導(dǎo)航M.哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社,2007：35-37高光天傳感器與信號(hào)調(diào)理器件應(yīng)用技術(shù)M.北京：科學(xué)出版社.2002.7：168-170TAMARABRATLANDROBERTBICKING和BHARATB.PANT.為什么選擇磁性傳感器.孫希延，紀(jì)元法，施滸立卡爾曼濾實(shí)現(xiàn)車載GPS/DR組合導(dǎo)航J.現(xiàn)代電子技術(shù).

49、2006.11王勇軍、李智、李翔.車載電子羅盤中的一種新型抗干擾設(shè)計(jì)J,單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，2010,5:8-10姜益民.基于單片機(jī)與可編程邏輯控制器的控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)D.北京郵電大學(xué),2007文樺單片機(jī)教學(xué)與應(yīng)用平臺(tái)的研究D.同濟(jì)大學(xué)軟件學(xué)院,2009丁保華，張有忠，陳軍單片機(jī)原理與接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐J.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2010,27(1)施利春、肖海梅.基于磁阻傳感器的二維電子羅盤設(shè)計(jì)J,價(jià)值工程，2011,25(10):37-38鄭玉冰、章雪挺、劉敬彪.磁阻式電子羅盤的設(shè)計(jì)J，計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2008，16(7):1027-1029楊惠鋒，周奇基于單片機(jī)和磁阻傳感器的新

50、型車輛檢測(cè)器J.重慶工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué))2008.11李希勝，劉洪毅，郭曉霞車用磁電子羅盤的研制J.微計(jì)算機(jī)信息2006.22(10):308-310鄭玉冰，章雪挺，劉敬彪磁阻式電子羅盤設(shè)計(jì)J.計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2008.16(7)1027-1029胡寧博，李劍，趙櫸云基于HMC5883的電子羅盤設(shè)計(jì)J.傳感器世界2011.6(8):35-39常青，楊東凱，寇艷紅車輛導(dǎo)航定位方法及應(yīng)用M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005:20-21RobertPaez,ChristiaSchott,SamuelHuber*ElectronicCompassSensorJ.IEEEMagazine20042(4

51、):1446-1449東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）附錄東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）附錄 附錄：1總電路圖C1BCM1C1?2部分程序傳感器模塊程序voiddelay(unsignedintk);voidlnitLcd();voidlnit_HMC5883(void);初始化5883voidWriteDataLCM(uchardataW);voidWriteCommandLCM(ucharCMD,ucharAttribc);voidDisplayOneChar(ucharX,ucharY,ucharDData);.data）;單個(gè)寫入數(shù)據(jù)單個(gè)讀取內(nèi)部寄存器數(shù)據(jù)連續(xù)的讀取內(nèi)部寄存器數(shù)據(jù)voidco

52、nversion(uinttemp_data);voidSingle_Write_HMC5883(ucharREG_Address,ucharREGucharSingle_Read_HMC5883(ucharREG_Address);voidMultiple_Read_HMC5883();以下是模擬iic使用函數(shù)voidDelay5us();voidDelay5ms();voidHMC5883_Start();voidHMC5883_Stop();voidHMC5883_SendACK(bitack);bitHMC5883_RecvACK();voidHMC5883_SendByte(BYTE

53、dat);BYTEHMC5883_RecvByte();voidHMC5883_ReadPage();東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）附錄東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）附錄東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）附錄 # ； voidHMC5883_WritePage();voidconversion(uinttemp_data)wan=temp_data/10000+0 x30;/取余運(yùn)算/取余運(yùn)算/取余運(yùn)算/取余運(yùn)算temp_data=temp_data%10000;qian=temp_data/1000+0 x30;temp_data=temp_data%1000;bai=temp_data/100+0

54、x30;temp_data=temp_data%100;shi=temp_data/10+0 x30;temp_data=temp_data%10;ge=temp_data+0 x30;voiddelay(unsignedintk)unsignedinti,j;for(i=O;ik;i+)for(j=O;j121;j+)voidKEYSCAN()if(!KEY_SET)delay(5);if(!KEY_SET)SET_FLAG+;if(SET_FLAG=3)SET_FLAG=0;while(!KEY_SET);switch(SET_FLAG)case1:if(!KEY_ADD)delay(5)

55、;if(!KEY_ADD)東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）附錄東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）附錄 start_A+;if(start_A=360)start_A=0;while(!KEY_ADD);elseif(!KEY_MIN)delay(5);if(!KEY_MIN)if(start_A=0)start_A=360;start_A-;while(!KEY_MIN);break;case2:if(!KEY_ADD)delay(5);if(!KEY_ADD)stop_A+;if(stop_A=360)stop_A=0;while(!KEY_ADD);elseif(!KEY_MIN)delay(5);if(!KEY_MIN)if(stop_A=0)stop_A=360;stop_A-;while(!KEY_MIN);break;default:break;報(bào)警控制模塊程序ucharSingleReadHMC5883(ucharREGAddress)ucharREG_data;HMC5883_Start();HMC5883_SendByte(SlaveAddress);HMC5883_SendByte(REG_Address);HMC5883_Star