摘要性、指示靈敏度上都有一定的缺陷。采用的磁場傳感器結合高速微控制器所設計的系統采用了磁阻（GMR）傳感器某一方向磁場強度后通過通過MCU的串口發送給上位機實際測試指南針模塊精度達到1能夠在LCD：指南針GMRMCUThedesignofelectronicSincetheearlyuseofamagneticcompassanddirection-pointerofthecomposition,theentirecompassfromscratch,ontheinstructionsofacertainsensitivityofthedefect.Usingadedicatedhigh-speedmagneticsensorswithmicrocontroller(MCU)electroniccompasscaneffectivelysolvetheseproblems.Thesystemisdesignedbythereluctance(GMR)sensorscollectingacertaindirectionthroughthemagneticfieldstrengthaftertheMCUControlleritsjudgementwillbedealtwiththeresults,throughtheLCDscreendisplayandcanbesenttotheMCU'stopserialMachine.Theactualtestcompassmodulecanreach1°,intheLCDdisplayonthecurrentpositionofthekeyboardandthroughselectivecompassuploadthedataprocessing.Keywords:compass;GMR;MCU;目總頁數：24引 課題背 磁場信號和處 系統硬 控制器結 控制器結 系統主程 參考文 引課題背勺圓底可以放在平滑的“地盤”上并保持平衡且可以旋轉當它的“司南”磁勺組成青銅盤上刻有二十四向置磁勺于盤中心圓面上時勺尾指為南。國內外研究的旋轉。由于機械的因素導致了指針式指南針在便攜性、靈敏度精度以及使用上都有一定的限制由于國內外電子技術的飛速發展，特別是在磁傳感器和（IC）上的發展使能指南針的基本實現機理有了質的改變不再是機械結構而采用了磁場傳感器和處理器對磁場進量和處理后指示方向，這就是當前應用較為廣泛的電子式指南針。本課題研究的意理流程有利于研究更加復雜的系統特別是系統中來自國外的磁傳感器及系統框圖及原圖 ，為微弱的電流的變化的磁場測量負責把磁阻傳感器變化的電流（模擬LCD進行方位顯示，同時可以通過鍵盤控制微控制器進行相應的操作，，磁場信號和處圖 3.1所示。磁阻傳感0.29～0.400.610.68高斯。傳統的普通電感線圈的形式在如此微弱的D采樣，增加了測量的難流時，如果在垂直于電流的方向再施加磁場,鐵磁性材料中就有磁阻的非均質現3.2所示。由圖中可以看出當磁場變化時鐵磁合金的電阻會跟著變化如果此時的3.20.00015高斯，對測量磁場測A/D轉換就可以得到對應的數字量。進行ADC這部分主要有的磁場測量來完成。本次設計中使用了著名PNI公司的PNI11096磁場測量ASIC，該能夠同時對3軸磁場（既X,Y,Z軸）進量。這樣可以使用Z軸來進行傾角校正，極PNI110963SEN-R65傳感器轉換后其信號也是非常的微3.3所示。圖 ⑵A/DSEN-R65A/DA/DMCU的PNI110963.4圖 PNI11096傳感器原理該集成了3軸傳感器驅動電路，可以測量X，Y，Z三軸的磁場強度，ZX，Y軸的測量更為的精確。整個指南針模塊的電 圖 系統硬系統控制控制器結：51MCUDS89C4508051架構，每個機器周期一個時鐘，最高頻率33MHz，單周期指令30ns，雙數據指針，支持四種頁面器模式。片內64KB閃存，在應用編程，可通過串口實現在系統編程，MOVX可的1KBSRAM。與8051系列端口兼容，四路雙可編程的時鐘分頻器，自動的硬件和退出低功耗。外設特性全雙工串口、可編程看門狗定時器、13個中斷源、五級中斷優先級、電源失效復位、電源失效早期中斷和可降低EMI。：控制器結傳統的51系列沒有或僅有非常小的程序器，這就需要通過外部總線進行器的擴展，這樣使得系統電路復雜且使系統的性能下降。DS89C450含有很大的程序和數據器，其片內除了256字節RAM區還提供片內1KB的SRAM和64KB的程序器。這就有足夠大的區域來 控制器具體電

圖 系統分在整個系統中控制部分主要完成最的數據處理和人機界面控制任務控制部分電路如圖4.2所示。4.2出在每個機器周期的S5P2由復位電路采樣一次。圖4.3系統擴展電通信電在本次設計任務中采用了串口作為系統與外界的通口通信部分電路4.4圖 TTLRS-232MAX232進行電DTSDS89C450提供在系統編程（ISP），可以很方便的通過串口對單片機的FLASH進行刷新。由于DS89C450進入在系統編程需要幾個條⑵EA⑶PSENDTS4.54.5指南針模塊接口電987654321本次設計中采用了FAD_DCM_SPI指南針模塊。該模塊采用的正是PNI11096和SEN-R65傳感器組合的設計方案。為了模塊化，所以該模塊把PNI11096987654321（0X00~0X167（0~359SPI(SerialPeripheralInterface--串行外設接口)總線系統是一種同步串行外設一般使用4條線：串行時鐘線（SCK）、主機輸入/從機輸出數據線MISO、主機輸出/MOSTSS(SPI接口帶有中斷信號線INT或INT、有的SPI接口沒有主機輸出/從機輸入數據線MOSI)SPI3～4總線接口功能的各種I/O器件進行接口展并行總線則需要8根數據線8～16位地址線、2～3SPI總線接口可以簡化電路設計，節I/O口線，提高設計的可靠性。SPI4.6實時時鐘電

圖 SPI總線時本次設計中采用了PCF8583時鐘為系統提供實時時鐘。PCF8583是一款基于靜態CMOSRAM的實時時鐘，該采用了I2C總線接口。PCF8583CMOSRAM，通過對其不同地址的RAM的操作可以實現不同的功能。其的256字節的RAM區域被分為了幾個功能區以完成不同的操作。由于本次使用的DS89C450沒有I2C控制器，所以直接使用了的I/O口模擬了I2C時序。整個時鐘部分的電路如圖4.7所圖 PCF8583采用了I2C總線的形式與外界傳輸數據。I2C(Inter－IntegratedCircuit)PHILIPS公司開發的兩線式串行總線，用于連接微控制器及其設備。其時序結構如圖4.8所示。圖 I2C總線時液晶顯示電面，具體的型號為PG160128，該LCM模塊采用了T6963C控制作為顯示控制。微控制器只需要對T6963C進行操作便可以完成對LCD屏的相關LCM4.9圖 160*128LCM原整個LCM中T6963C負責對LCD行列驅動T6A40和T6A39進行控制。微控制器只需要按照T6963給定的指令格式進行相應的操作即可。T6963提供104.10系統輸入電

圖 T6963讀寫時5鍵輸入實現系統的控制，如時間的調整和菜單的選擇端口的形式,4.11所示。系統總電

圖 系統的PCB圖

圖 圖 圖 系統主程整個系統中各個模塊間存在一定的先后順序且程序模塊數量較少為了減少系統的程序量設計過程中系統的程序采用了傳統的前方式整個監整個系統程序流程如圖5.1所示。實時時鐘驅

圖 系統程序流PCF8583實時時鐘采用的I2C接口對它的所有操作直接通過對其線性的CMOSRAM區進行操作即可即對PCF8583的操作主要是通過I2C總線對其RAM進行讀圖 PCF8583驅動流人機界面驅液晶模塊驅PG160*128LCMLCM5.3鍵盤驅

圖5.3K1K2K3K4K5分別與單片機的指南針模塊本次設計采用的是FAD_DCMP_SPI模塊。該模塊采用SPI接口與MCU進行。整個模塊驅動包括了PNI11096數據、處理數據、封裝數據和SPI5.4所示。圖5.4指南針模塊數據處理流5.5所示。5.55.6圖 X,Y軸的強度進行計算就可以得到當前方向5.7所示。圖

本設計中的系統的傳感器、控制和人機界面等部分，基本上是的設計。踐不斷提高自己的硬件系統設計的設計的能力看到自己的勞動有了成果，我感到很高興。然而，我所完成的僅僅是階段很小的一部分，電子指南針成基本功能的基礎上，還需要努力提高的效率、硬件系統的穩定性、降低功參考文JeanJ．Labrosse[美].實時操作系統uC/OS-II(第二版)[M].邵貝貝等譯.航空航天大學,周航慈,吳光文.基于實時操作系統的程序設計技術[M].:航空航天大學,2006.任哲.實時操作系統uC/OS-II原理及應用[M].:航空航天大學.MAX4187Data 編著.大學生電子設計競賽系統設計[M].:航空航天大學,常玉燕,呂光譯.電子電路精選[M].:電子工業,佐藤一朗[日].集成運算運算放大器電路設計實用手冊[M].韓健青,譯.:航空航天大學,1989.BonnieBaker[美].系統中的模擬設計[M],譯.:航空航天大學出版社.2006 在本完成之際，我首先要向指導老師候俊勇表達我最誠摯的我還要特別要向家人表示由衷的感謝，正是他們的無私奉獻和鼎力支持，我才能