毕业论文_汽车车身钣金维修工艺.doc文档32页推荐下载

在整个指南针模块程序的设计过程中最主要的也就是其数据的处理，直接关系到系统的精度。

在还没有处理之前从读取的数据真实的反应了水平面内地磁场的分布情况，均匀转动指南针模块得到的地磁场强度分布，在不同的方向上是不同的，经过归化后，可以很好的将其归化为圆，使得在各个方向上的磁场强度均匀，这样既可以方便进行角度计算又可以提高测量精度。

指南针模块在第次使用前都必须校正，系统上电时将模块的引脚拉低即可进入校正状态，将模块在水平面内均匀的转动周后校正结束。

校正时主要调整的系数就是本地的磁偏角。

将磁场强度归化后，直接对，轴的强度进行计算就可以得到当前方向设计的过程中，我能够顺利完成交通灯的设计，而在设计中遇到的问题，都应该感谢樊高峰老师，王锋哲老师在理论和实操方面的帮助，我才能顺利地完成，让我从中学到了很多知识，同时也要对帮助过我的同学表示谢意。

在今后步入社会后的学习和工作中，我定会更加地努力，以更好的表现去回报学校及老师的栽培。

再次对在百忙之中抽出宝贵时间来评阅这篇论文的各位专家致以衷心的感谢，参考文献参考文献杨振江冯军，单片机原理与实践指导中国电力出版社谭浩强，程序设计第三版清华大学出版社于乐戴佳常江，单片机语言常用模块与综合系统设计实例精讲电子工业出版社江晓安董秀峰杨颂华，数字电子技术第二版西安电子科技大学出版社江小安邵思飞沈金根高丽孙肖子，模拟电子技术西北大学出版社附录附录交通灯源程序南北黄灯东西黄灯位选偏移量东西数码指示值南北数码指示值倒计时设置的键值保存定时器中断次数灯状态循环标志附录中断强行标志调时方向切换键标志延时子程序按键扫描子程序键处理子程序显示子程序东西通行调用按键扫描程序调用显示程序附录按键扫描子程序附录，启动定时器清标志，设置的键值返回保存附录第位东西秒十位第位东西秒个位第位南北秒十位第位南北秒个位先延时，提前显示位了，定时中断子程序附录定时器中断次数。

南北黄灯闪烁判断南北黄灯亮南北黄灯亮附录南北黄灯亮南北黄灯亮东西黄灯闪判断南北黄灯亮附录南北黄灯亮南北黄灯亮南北黄灯亮附录东西或南北先到达时即开始重新计时第次循环结束重置东西通行南北通行，取反附录关定时器南北加东西加加到置关定时器附录南北减东西减减到重置东西强行南北强行附录，学科分类号本科生毕业设计报告书题目中文基于单片机的电子指南针设计英文学生姓名学号系别物理与信息工程系专业通信工程指导教师起止日期年月年月年月日怀化学院本科毕业设计报告书诚信声明作者郑重声明所呈交的本科毕业设计，是在指导老师的指导下，进行研究所取得的成果，成果不存在知识产权争议。

除文中已经注明引用的内容外，报告书中不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的成果。

对毕业设计做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确的方式标明。

本声明的法律结果由作者承担。

本科毕业设计报告书作者签名年月日摘要„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„Ⅰ关键词„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„Ⅰ„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„Ⅰ„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„Ⅰ引言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„系统总体方案设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„系统总体框图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„信号采集处理的原理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„硬件电路设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„主控电路„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„串口通信电路„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„指南针模块和接口电路„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„实时时钟电路„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„液晶显示电路„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„按键输入电路„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„软件设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„主监控程序„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„实时时钟驱动„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„人机界面驱动„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„液晶模块驱到„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„键盘驱动„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„指南针模块驱动„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„测试结果„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„总结„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„致谢„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„附录„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„Ⅰ基于单片机的电子指南针设计摘要指南针是我国的四大发明之，早期的指南针采用了磁化指针和方位盘的组合方式，这样的指南针携带起来很不方便，且指示灵敏度上有定不足，准确性很差。

本文通过对电子指南针基本工作原理的研究分析，采用磁阻传感器采集方向磁场强度接触处要非常光滑，否则会因转动摩擦阻力过大，而难于旋转，无法达到预期的指南效果。

而且司南有定的体积和重量，携带很不方便，使得司南长期未得到广泛应用。

随着人们对指南针原理认识的不断深入，指南针也由先前笨重的司南发展到现在的便携式的指南针。

但其基本构造是没有改变的，都是属于机械的指针式，其指示的机械结构基本上没有改变，都是利用种支撑使得磁针能够受到地磁场的影响而自由的旋转。

由于机械的先天因素导致了指针式指南针在便携性灵敏度精度以及使用寿命上都有定的限制。

由于国内外电子技术的飞速发展，特别是在磁传感器和专用芯片上的发展使能指南针的基本实现机理有了质的改变，不再是机械结构而采用了磁场传感器和专用处理器对磁场进行测量和处理后指示方向，这就是当前应用较为广泛的电子式指南针。

电子指南针全部采用固态元件，可以用简单的方法与其它电子系统进行连接，完成新产品的开发。

电子指南针具有体积小精度高稳定性好等特点，因为它的这些优异性，在工业军事生活等领域都有着广泛的应用，并且它可以替代旧式的针式指南针或罗盘式指南针。

本课题针对电子指南针的各个功能部件对电子指南针的关键部分做了详细的研究。

采用单片机做为系统的核心控制芯片，而单片机的接口是数字信号的，想要它能够处理地球的磁场状况，必须要把磁场信号转化成电信号电压或电流，然后经过模数转换，把模拟的电信号转化成单片机可以处理的数字信号。

把所得的数字信息通过主控制器进行处理，然后用人机界面表现出来，供我们来读取和应用。

电子指南针系统是个典型的单片机系统，了解其工作原理及其信号处理流程有利于研究更加复杂的嵌入式系统，特别是系统中采用进口的磁传感器及其相关信号的采集芯片更是有利于研究磁场传感器的实现机理，以便将其更加广泛的应用。

系统总体方案设计系统总体框图本系统采用磁阻传感器采集磁场强度，然后把磁场强度转换成数字量，单片机再对这些数字量进行处理，最后将处理得到的结果进行显示。

电子指南针的系统主要由前端磁阻传感器磁场测量专用转换芯片单片控制器辅助扩展电路键盘显示模块以及系统电源几个部分组成，系统结构如图所示。

整个系统中前端的磁阻传感器负责测量地磁场的大小并将磁场的变化转化为微弱的电流的变化，专用的磁场测量芯片负责把磁阻传感器变化的电流模拟量转换成微控制器可以识别的数字量，然后将该数字信号即采集到的数据通过总线上传给微控制器。

微控制器将表征当前磁场大小的数字量按照方位进行归化等处理后通过直观的进行方位显示，同时可以通过键盘控制微控制器进行相应的操作，如将转换后的数据通过串口的形式发送到上位机。

整个系统中还包含了实时时钟等些辅助电路，使整个系统功能得到进步的扩展，这使得电子指南针更具备实用价值。

电子指南针包含如下功能精确地显示所指的方向。

可以测量到的方向信息形象地显示在液晶屏上。

可以通过按键对电子指南针进行实际的操作。

可将测量到的方向数据上传到上。

可以显示实时时间，更便于应用。

信号采集处理的原理该部分主要完成对地磁场的测量转换以及对数据的封包。

图前端信号采集整个前端的信号处理流程如图所示。

整个磁阻传感器是系统中最前端的信号测量器件，传统的磁场测量都是采用了电感线圈的形式，在所设计的系统中，由于需要测量的是非常微弱的地磁场，地球表面赤道上的磁场强度在高斯之间，两极处的强度略大，地磁北极约高斯，南极约高斯。

传统的普通电感线圈的形式在如此微弱的磁场环境下感应产生的电流是非常微弱的，不便于采样，增加了测量的难度。

基于普通电感线圈测量的不足，所设计的系统采用了磁阻传感器来测量地址磁场的强度。

磁阻传感器是根据电场和磁场的原理，当在铁磁合金机信号处理电路硬件电路原理及设计功能模块电路工作原理传感器及信号处理图传感器及信号处理部分电路图由红热释电红外传感器光敏电阻组成的信号检测及处理电路。

红热释电红外传感器只对波长为人体辐射红外线波长左右的红外辐射敏感，所以除人体以外的其他物体不会引发探头动作。

探头内包含两个互相串联或并联的热释电元，而且制成的两个电极化方向正好相反，环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用，使其产生释电效应相互抵消，于是探测器无信号输出。

旦人侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同，不能抵消，于是输出检测信号。

是由运算放大器电压比较器状态控制器延迟时间定时器以及封锁时间定时器等构成的数模混合专用集成电路。

当外界光强较强时，光敏电阻阻值很小，检测到低电平，从而封锁脚，禁止传感器的信号。

当外界光强较弱时，光敏电阻阻值很大，检测到高电平，开启脚检测到人体信号时，产生微弱的信号输出，经组成的信号放大滤波电路。

和组成的延时电路。

信号经处理后从脚输出。

环境光检测是比较重要的个部分，其中关键的元件有两个，个是光敏电阻，个是的可变电阻电位器。

光