基于單片機(jī)的電子指南針設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯PPT

基于單片機(jī)的電子指南針設(shè)計(jì)指南針是一個(gè)重要的導(dǎo)航工具，甚至在GPS中也會(huì)用到。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是在磁傳感器和專(zhuān)用芯片上的發(fā)展使指南針的基本實(shí)現(xiàn)機(jī)理有了質(zhì)的改變，不再是機(jī)械結(jié)構(gòu)而采用了磁場(chǎng)傳感器和專(zhuān)用處理器對(duì)磁場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量和處理后指示方向，這就是當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的電子式指南針。電子指南針替代舊的指針式指南針或羅盤(pán)指南針，因?yàn)殡娮又改厢樔捎霉虘B(tài)的原件，還可以簡(jiǎn)單地和其他電子系統(tǒng)接口。電子指南針系統(tǒng)中磁場(chǎng)傳感器的磁阻（MR）技術(shù)是最佳的解決方法，和現(xiàn)在很多電子指南針還在使用的磁通量傳感器相比較，MR技術(shù)不需要繞線圈而且可以用集成電路（IC）生產(chǎn)過(guò)程生產(chǎn)，是一個(gè)更值得使用的解決方案。 目前使用的電子指南針大部分是基于單片機(jī)技術(shù)，以單片機(jī)為主要器件，其編碼器與解碼器的生成為軟件方式。地球是個(gè)大磁體，其地磁南極在地理北極附近，地磁北極在地理南極附近。根據(jù)磁體同級(jí)相斥，異級(jí)相吸的普便現(xiàn)象，無(wú)論處于何地磁體的南極會(huì)指向地球的北極附近；而磁體的北極會(huì)指向地球的南極附近。所以磁體這種指向性可以用來(lái)確定方向。隨著人們對(duì)指南針原理認(rèn)識(shí)的不斷深入，指南針也由先前笨重的司南發(fā)展到現(xiàn)在的便攜式指南針。但其基本構(gòu)造是沒(méi)有改變，都屬于機(jī)械指針式，指示的機(jī)械結(jié)構(gòu)也基本沒(méi)有改變。由于機(jī)械的先天因素導(dǎo)致了指針式指南針在便攜性、靈敏度、精度以及壽命上都有一定的限制。

指南針是一個(gè)重要的導(dǎo)航工具，甚至在GPS中也會(huì)用到。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是在磁傳感器和專(zhuān)用芯片上的發(fā)展使指南針的基本實(shí)現(xiàn)機(jī)理有了質(zhì)的改變，不再是機(jī)械結(jié)構(gòu)而采用了磁場(chǎng)傳感器和專(zhuān)用處理器對(duì)磁場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量和處理后指示方向，這就是當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的電子式指南針。電子指南針替代舊的指針式指南針或羅盤(pán)指南針，因?yàn)殡娮又改厢樔捎霉虘B(tài)的原件，還可以簡(jiǎn)單地和其他電子系統(tǒng)接口。電子指南針系統(tǒng)中磁場(chǎng)傳感器的磁阻（MR）技術(shù)是最佳的解決方法，和現(xiàn)在很多電子指南針還在使用的磁通量傳感器相比較，與傳統(tǒng)的機(jī)械指針式指南針相比，因電子式指南針采用電信號(hào)傳送，且以較為直觀的方式顯示測(cè)量的結(jié)果，所以電子式指南針無(wú)論是在靈敏度上還是在精度上都遠(yuǎn)勝前者，而且不會(huì)因?yàn)闄C(jī)械磨損而減短使用壽命。此外，電子指南針在功能上更加人性化，由于是采用功能性模塊，因此可以非常方便的擴(kuò)展各個(gè)功能，例如在原有的電子指南針的功能基礎(chǔ)上還可以集成數(shù)字時(shí)鐘等擴(kuò)展功能，方便實(shí)用。如圖是地球某一點(diǎn)的地球磁場(chǎng)向量He的三維圖（其中，x和y軸與地球表面平行，z軸垂直指向下）。指南針的基本任務(wù)就是測(cè)量磁場(chǎng)北極（圖中的Heh，即地球磁場(chǎng)的水平分量）與前進(jìn)方向的夾角（方位角α），上圖可知：α是從磁場(chǎng)的北極順時(shí)針計(jì)算的；磁傾角δ是地球磁場(chǎng)向量與水平面的夾角；磁偏角λ是地理北極與磁場(chǎng)北極間的夾角，它與地球的實(shí)際位置有關(guān)?？傮w設(shè)計(jì)方案選定系統(tǒng)總圖系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)中采用了高速51內(nèi)核MCU，具體型號(hào)為STC89C52，高速8051架構(gòu)，每個(gè)機(jī)器周期一個(gè)時(shí)鐘，最高頻率33MHz，單周期指令30ns，雙數(shù)據(jù)指針，支持四種頁(yè)面存儲(chǔ)器訪問(wèn)模式。1控制器內(nèi)部結(jié)構(gòu)2控制器具體電路控制器電路圖指南針電路圖時(shí)鐘電路圖STC89C51內(nèi)部時(shí)鐘電路LCD1602內(nèi)部原理獨(dú)立按鍵電路圖液晶顯示模