电子指南针的设计
摘要：随着科技的发展，现在的人越来越追求高效，快捷。传统的指南针在指示灵敏度上已经无法满足人们的需求。本文通过对电子指南针基本工作原理的研究分析,采用磁阻传感器和MCU控制器对其进行处理并显示上传，实际测试指南针模块精度达到一，能够在LCD上显示当前方位并能通过键盘控制数据到上位机，这样的指南针精度更高更智能，提高了精度的同时也降低了成本和设计难度。
关键词：电子指南针 单片机 磁场传感器 MCU 液晶显示屏
1 引言
指南针是一种判别方位的简单仪器，又称指北针。指南针的前身是中国古代四大发明之一的司南。主要组成部分是一根装在轴上可以自由转动的磁针，磁针在地磁场作用下能保持在磁子午线的切线方向上，磁针的北极指向地理的北极，利用这一性能可以辨别方向。
由于传统的指南针有许多缺陷，天然磁体不易找到，在加工时容易因打击，受热而失磁，所以传统中指南针的磁性比较弱，而且它与底盘接触处要非常光滑，否则会因为转动摩擦阻力过大而难于旋转，无法达到预期得指南效果。而且司南有一定的体积和重量，携带不方便，使得传统的指南针长期未得到广泛的应用。
随着人们对指南针原理认识的不断深入，指南针也有先前笨重的司南发展到现在的便捷式指南针，但是它的基本构造是没有改变的，都属于机械指示针，指示的基本结构也没有改变，由于机械的先天因素导致了指针式指南针在便捷性，灵敏度，精确度以及寿命上都有一定的限制。
由于国内外电子技术的飞速发展，特别是在磁阻传感器和专用芯片上的发展使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显示方向，这就是当前应用较为广泛的电子指南针。电子指南针全部采用固态元器件，还可以简单的和其他的电子系统接口。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，因为他的这些优点，在工业，军事，生活等领域都有广泛的应用。
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作了详细的研究，采用单片机作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，必须把磁场信号转化成电信号（电压或电流），然后经过数模转换，吧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，供我们读和应用。
电子指南针系统是一个典型的单片机系统，了解其工作原理和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场传感器及相关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运用。
目录
1 引言……………………………………………………………………………………1
2 总体方案设计…………………………………………………………………………1
2．1方案一：使用KMZ52磁阻传感器……………………………………………1
2．2方案二：使用HMC1023三维磁阻传感器……………………………………2
3 分电路设计和论证……………………………………………………………………3
3．1模块电路设计和论证…………………………………………………………3
3．1．1主控芯片电路设计………………………………………………………3
3．1．2电源控制电路设计………………………………………………………3
3. 1. 3.LCD162显示模块设计………………………………………………………5
3. 1. 4 信号采集模块电路设计……………………………………………………6
3. 1. 5 置位复位电路的设计………………………………………………………9
3. 1. 6前进方向锁定模块电路设计……………………………………………… 9
4 软件设计………………………………………………………………………………10
4．1程序流程………………………………………………………………………10
4．1．1系统主程序流程图……………………………………………………… 10
4．1．2各子程序流程图………………………………………………………… 11
4．2程序……………………………………………………………………………14
4．2．1主程序…………………………………………………………………… 14
4．2．2 各子程序…………………………………………………………………17
5软硬件系统的调试…………………………………………………………………… 20
6 附录……………………………………………………………………………………21
7参考文献………………………………………………………………………………33
.参考文献
【1】 魏伟，胡伟 《51单片机C语言开发与应用技术》，化学工业出版，2010
【2】 管志宁，《地磁场与磁力勘探》，地质出版社，2005
【3】 胡修林，杨奇，《用磁场传感器KMZ52设计的电子指南针》，国外电子元器件，2004
【4】 胡宁博，李剑，《基于HMC1023的电子罗盘设计》，传感器世界，2011
【5】 兰吉昌，《51单片机应用设计百例》，化学工业出版社，2009
【6】 余华芳，刘健，《单片机与液晶显示模块的软硬件接口技术》，液晶与显示，2003
【7】 关增建，《指南针理论在中国历史上的演变》，自然科学史研究，2005
【8】 王静霞，《单片机应用技术》，电子工业出版社
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