基于GaAs霍尔元件的高精度便携式高斯计代做电气自动化专业毕业设计价格多少？
摘要
进入21世纪以来，伴随着信息技术及信息产业的飞速发展、磁场强度检测在工业生产、科研、教学等行业中的起着非常重要的作用。对于磁场强度的检测、现在市场上所出现的高斯计大多价格高、对学校的实验室的需求来说带来了极大的经济困难。本设计制作的高斯计具有成本低、携带方便、体积小等优点，并且测量误差小，使用温度范围在常温先具有较高的准确性、在温度条件恶劣的环境中，本设计的高斯计基于GaAs霍尔元件，带有温度显示、使用者可以参照霍尔元件的温度特性来估计测量的误差大小。因此需要成本低，携带方便，能够测量弱小磁场，并且连续显示在电脑界面的磁场测量仪器，本高斯计的微控器采用普通高校教学所熟悉的pic16lf1947单片机、应用8位A/D转换、液晶数字式显示和上位机连续显示、电池提供电源和电脑USB口提供电源，使用实用简单、携带方便，极大方便广大使用者的使用。
关键词：GaAs霍尔元件，磁场强度，微控器，A/D转换，数字显示
High precision portable Gauss meter based on GaAs Holzer element
Entering the twenty-first Century, along with the rapid development of information technology and information industry, the detection of magnetic field intensity plays a very important role in industrial production, scientific research, teaching and other industries. For the detection of magnetic field intensity, most of the Gauss meters in the market are expensive, which brings great economic difficulties to the needs of school laboratories. The design and production of the Gauss meter has the advantages of low cost, convenient carrying and small volume, and the measurement error is small, the temperature range of the first at room temperature with high accuracy, temperature in harsh environmental conditions, the design of the Gauss temperature characteristics with temperature display, the user can refer to Holzer element to estimate the size of measurement error the. Therefore, the need for a low cost, easy to carry, can measure weak magnetic field, and magnetic field measurement instruments in the continuous display of computer interface, the Gauss meter microcontroller by teaching in Colleges and universities are familiar with pic16lf1947 MCU, using 8 bit A/D conversion, LCD digital display and a machine on the continuous display, battery power supply and computer USB port provide power, use simple and practical, easy to carry, use the convenience of users.
Key words: GaAs Holzer element, magnetic field intensity, micro controller, A/D conversion, digital display
目录
1.绪论 1
1.1课题研究的背景 1
1.2课题研究意义 2
1.3高斯计的发展 2
1.4设计内容 3
2高斯计硬件电路的设计 4
2.1主控模块 4
2.1.1微控器（MCU单片机）的选择 4
2.1.2单片机的最小系统 5
2.2采集模块 7
2.2.1运放概述 8
2.2.2减法电路 9
2.3显示模块 10
2.3.1外部显示选择方案与论证 10
2.3.2LCD液晶显示器 11
2.3.3上位机界面的设计 12
2.4通讯模块 13
2.4.1CH340简介及应用电路 13
2.4.2 PL2303接口转换器 14
2.4.3MAX232电平转换 15
2.4.4通讯接口的比较与选择 17
2.4.5硬件驱动程序安装 17
2.5电源模块 18
2.5.1AMS1117电源电路 18
2.5.2USB供电 19
3软件部分的设计 20
3.1系统软件总体设计 20
3.2 ADC0832的软件处理 21
3.3单片机通讯程序的设计 22
3.4 LCD1602的驱动方法 24
3.5软件系统简介及界面 25
4系统调试 27
4.1仿真结果 27
4.2硬件调试 28
4.2.1调试 28
5总结 30
致谢 31
参考文献 32
附 录 33
附录一、单片机程序 33
附录二、PC机程序 36
1.绪论
1.1课题研究的背景
进入21世纪，伴随着信息技术及信息产业的飞速发展、磁场强度检测在工业生产、科研、教学等行业中的起着非常重要的作用。对于磁场强度的检测、现在市场上所出现的高斯计大多价格高、对学校的实验室的需求来说带来了极大的经济困难。本设计制作的高斯计具有成本低、携带方便、体积小等优点，并且测量误差小，使用温度范围在常温先具有较高的准确性、在温度条件恶劣的环境中，本设计的高斯计带有温度显示、使用者可以参照霍尔元件的温度特性来估计测量的误差大小。最早的磁场探测器已有2000 多年的历史，通过感应地球磁场辨识方向或为舰船导航。随着现代科技的进步，磁场传感器的应用越来越广泛，磁场传感技术向着高灵敏度、高分辨率、小型化以及和电子设备兼容的方向发展。进入21世纪，伴随着信息技术及信息产业的飞速发展、磁场强度检测在工业生产、科研、教学等行业中的起着非常重要的作用。对于磁场强度的检测、现在市场上所出现的高斯计大多价格高，携带困难，并且不能在上位机上面显示连续的磁场强度变化。
本设计制作的高斯计具有成本低、携带方便、体积小，测量误差小等优点，并且通过转串口芯片可以将采集到的磁场信号传送到电脑界面进行连续的显示。本设计制作的高斯计的微控器（MCU）采用各大高校教学所采用的51系列单片（pic16lf1947），因为大家都很熟悉其原理与使用，使得使用者更容易掌握、在使用出现故障时其检修也很方便。传感器的选择是本设计的最重要部分、现在市场上的霍尔器件有很多类型、其基本原理都相同，但是在测量磁场强度时、对霍尔器件的线性要求极高、并且要在适宜的电压范围内、输出电流要适宜、要能够具备低功耗的条件。因此在经过大量的比较与筛选后选择了一款线性良好、工作电压低（5V）左右的霍尔传感器，并且在5V工作电压时具有非常良好的线性，磁场强度-200GS----200GS线性变化，这使得磁场强度的范围适应于绝大多数测量的场合、其温度飘移量极小、使得误差小。其输出电压范围也小（0----5V）这使得在A/D转换时变得容易处理，用简单的减法电路对传感器输出的信号处理后便可以直接送入A/D转换。在A/D转换部分采用8位的数模转换器ADC0832，其使用外围电路简单、程序控制也相对简单，由于本设计的高斯计器其测量数据单一，8位的A/D转换芯片就可以了。最重要的是在成本的考虑上8位的A/D转换芯片相对便宜，并且购买方便、代码书写简单，在保证功能的前提下这是最高性价比的选择。液晶显示部分采用上位机界面的连续显示，也带有低成本的1602液晶显示器，由于需要显示的内容并不多，用这块显示器件就足以完成基本的显示任务，其驱动程序简单可以减小系统软件设计的工作量和难度。
