【正文】 。而液晶的組成物質(zhì)是一種有機(jī)化合物，也就是以碳為中心所構(gòu)成的化合物。從技術(shù)上簡單地說，液晶面板包含了兩片相當(dāng)精致的無鈉玻璃素材，稱為 Substrates，中間夾著一層液晶。將液晶倒入一個(gè)經(jīng)精良加工的開槽平面，液晶分子會(huì)順著槽 排列，所以假如那些槽非常平行，則各分子也是完全平行的。液晶顯示器功耗很低，因此倍受工程師青睞，適用于使用電池的電子設(shè)備。 將電荷加到透明電極上后，液晶分子將順著電場方向排列，因此限制了透過光線偏振方向的旋轉(zhuǎn)，假如液晶分子被完全打散，通過的光線其偏振方向?qū)⒑偷诙€(gè)偏振片完全垂直，因此被光線完全阻擋了，此時(shí)畫素不發(fā)光，通過控制每個(gè)畫素中液晶的旋轉(zhuǎn)方向，我們可以控制照亮畫素的光線，可多可少。 顯示原理 利用液晶的基本性質(zhì)實(shí)現(xiàn)顯示。如果使用平行偏振片則相反。這些電路的接口簡單、價(jià)格低廉、使用方便，被廣泛地采用。 DS1302 是 DS1202 的升級(jí)產(chǎn)品，與 DS1202 兼容，但增加了主電源 /后背電源雙電源引腳，同時(shí)提供了對(duì)后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。當(dāng) Vcc2大于 Vcc1+ 時(shí)， Vcc2 給 DS1302 供電。 RST 輸入有兩種功能：首先， RST 接通控制邏輯，允許地址 /命令序列送入移位寄存器；其次， RST 提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。只有在 SCLK 為低電平時(shí)，才能將RST 置為高電平。控制字節(jié)的最高有效位 (位 7)必須是邏輯 1，如果它為 0，則不能把數(shù)據(jù)寫入 DS1302 中，位 6 如果為 0，則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為 1 表示存取 RAM 數(shù)據(jù) 。同樣，在緊跟 8 位的控制指令字后的下一個(gè) SCLK 脈沖的下降沿讀出 DS1302 的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時(shí)從低位 0 位到高位 7。 DS1302 與 RAM 相關(guān)的寄存器分為兩類：一類是單個(gè) RAM 單元，共 31 個(gè)，每個(gè)單元組態(tài)為一個(gè) 8 位的字節(jié)，其命令控制字為 C0H～ FDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；另一類為突發(fā)方式下的 RAM 寄存器，此方式下可一次性讀寫所有的 RAM的 31 個(gè)字節(jié)，命令控制字為 FEH(寫 )、 FFH(讀 )。非編碼鍵盤又分為獨(dú)立鍵盤和矩陣式鍵盤。 單片機(jī)的外圍輸入控制用小彈性按鍵比較好，單片機(jī)檢測 按鍵的原理是：單片機(jī)的I/O 口既可以作為輸出也可以作為輸入使用，當(dāng)檢測按鍵時(shí)用的是它的輸入功能，我們把按鍵的一端接地，另一端與單片機(jī)的某個(gè) I/O 口相連，開始時(shí)先給 I/O 口賦一高電平，然后讓單片機(jī)不斷地檢測該 I/O 口是否變?yōu)榈碗娖剑?dāng)按鍵閉合時(shí)，即相當(dāng)于該 I/O 口通過按鍵與地相連，變成低電平，程序一旦檢測到 I/O 口變?yōu)榈碗娖絼t說明按鍵被按下，然后執(zhí)行相應(yīng)的指令。通常我青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 21 們手動(dòng)按下鍵然后立即釋放，這個(gè)動(dòng)作中穩(wěn)定閉合的時(shí)間超過 20ms。 圖 38 小按鈕開關(guān)閉合瞬間 圖 39 是一個(gè)小型繼電器在閉合時(shí)抖動(dòng)現(xiàn)象，水平軸 2ms/Div，抖動(dòng)間隙大約為 8ms，在達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)前共有 13 次變化。單片機(jī)系統(tǒng)中 I/O 口資源往往比較寶貴，當(dāng)用到多個(gè)按鍵時(shí)，為了節(jié)省 I/O 口線，可采用矩陣鍵盤。 檢測時(shí)， 先送一列位低電平，其余幾列全為高電平（這時(shí)我們確定了列數(shù)），然后立即輪流檢測一次各行是否有低電平，若檢測到某一行為低電平（這時(shí)我們有確定了行數(shù)），則我們便可確認(rèn)當(dāng)前被按下的鍵是哪一行哪一列的，用同樣方法輪流送各列一次低電平，在輪流檢測一次各行是否變?yōu)榈碗娖?，這樣即可檢測完所有的按鍵，當(dāng)有鍵被按下時(shí)便可判斷出按下的鍵是哪一個(gè)鍵。四路 8位 并行 I/O 端口，三個(gè)定時(shí)器， 512 字節(jié)暫存 RAM。 整個(gè)系統(tǒng)中各個(gè)模塊對(duì)微控制器的端口占用比較少，指南針模塊的接口采用 串口與單片機(jī)相連 。系統(tǒng)的復(fù)位采用了上電復(fù)的形式，上電過程中微控制器復(fù)位引腳保證 10ms 以上的高電平就能可靠的將微控制器復(fù) 位 ，具體如圖 42,43 所示 。其工作原理是通過磁傳感器中兩個(gè)相互垂直軸同時(shí)感應(yīng)地球磁場的磁分量，從而得出方位角度，此羅盤以 RS232 協(xié)議，及 IIC 協(xié)議與其他設(shè)備通信。 圖 44 指南針電路圖 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 25 指南針模塊 串口通信協(xié)議 表 串口通信參數(shù) 波特率 校驗(yàn)位 數(shù)據(jù)位 停止位 9600bps N 8 1 表 指南針模塊輸出格式 輸出位 輸出格式 注釋 Byte0 0x0D ASCII 碼 回車 Byte1 0x0A ASCII 碼 換行 Byte2 0x30~0x33 角度百位 ASCII 碼 0~3 Byte3 0x30~0x39 角度 十 位 ASCII 碼 0~9 Byte4 0x30~0x39 角度 個(gè) 位 ASCII 碼 0~9 Byte5 0x2E ASCII 碼小數(shù)點(diǎn) Byte6 0x30~0x39 角度小數(shù)位 ASCII 碼 0~9 Byte7 0x00~0xFF 校驗(yàn)和 僅低 8bit 實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊 系統(tǒng)采用了 DS1302 實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片為系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)時(shí)鐘。 圖 45 時(shí)鐘電路圖 DS1302 是一款穿行時(shí)鐘芯片，主要由移位寄存器、控制邏輯、振蕩器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘以及 RAM 組成 。在開始 8 個(gè)時(shí)鐘周期把命令字裝入移位寄存器之后，另外的 時(shí)鐘在讀操作時(shí)輸出數(shù)據(jù)，在寫操作時(shí)青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 26 輸入數(shù)據(jù)。 模塊內(nèi)部原理如圖 47 所示。 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 27 圖 48 LCD1602 讀寫時(shí)序圖 系統(tǒng)輸入電路 系統(tǒng)采用了 6 鍵輸入以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的設(shè)定，如系統(tǒng)時(shí)間的調(diào)整 、磁場的校準(zhǔn)和磁偏角的補(bǔ)償?shù)?。 圖 49 獨(dú)立按鍵電路圖 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 28 以上是系統(tǒng)各個(gè)硬件部分的闡述，以下是整個(gè)系統(tǒng)的總電路。 整個(gè)監(jiān)控程序主要由指南針模塊驅(qū)動(dòng)、液晶 驅(qū)動(dòng)、實(shí)時(shí) 時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)和串口驅(qū)動(dòng)組成。 圖 51 主監(jiān)控程序流程圖 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 30 實(shí)時(shí)時(shí)鐘驅(qū)動(dòng) 實(shí)時(shí)時(shí)鐘為整個(gè) 系統(tǒng)的運(yùn)行提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。模塊采用 SPI 接口與 MCU 進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。均勻轉(zhuǎn)動(dòng)指南針模塊得到的地磁場強(qiáng)度分布， 未經(jīng)處理的 地磁場強(qiáng)度在不同方向上的分布是不同的，經(jīng)過歸一化后，可以很好的將其歸一化為圓，使得在各個(gè)方向上的磁場強(qiáng)度均勻，這樣既可以方便進(jìn)行角度計(jì)算又可以提高測量 精度 。 校正時(shí)主要調(diào)整的系數(shù)就是本地的磁偏角。 軟件消抖 即檢測出鍵閉合后執(zhí)行一個(gè)延時(shí)程序，產(chǎn)生 5ms～ 10ms 的延時(shí)，讓前沿抖動(dòng)消失后再一次檢測鍵的狀態(tài)，如果仍保持閉合狀態(tài)電平，則確認(rèn)為真正有鍵按下。直觀的液晶顯示能夠使得系統(tǒng)更容易操控。 整個(gè) LCD 驅(qū)動(dòng)的 流程 圖如 56 所示。 、 功耗小 、 顯示直觀 、攜帶方便，可作為出行、旅游、導(dǎo)航的必備之物，具有較高的經(jīng)濟(jì)適用價(jià)值。姜老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)的精神，循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。學(xué)校的教育讓我退去了當(dāng)初的稚嫩，使我快速成長，現(xiàn)在的我已經(jīng)可以融入社會(huì)并去創(chuàng)造屬于我的事業(yè) 。我們?cè)谝黄鸬娜兆?，我?huì)銘記一生。i8。 dat=dat1。 sck=0。 write_ds1302_byte(add)。 io=1。 rst=0。 rst=1。i8。 sck=1。 _nop_()。 } //********讀取當(dāng)前時(shí)間 ******** void read_rtc(void) { uchar i。 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 39 } } 2. 指南針模塊子程序： /******//******************。i7。 io=1。 _nop_()。 sck=0。 write_ds1302_byte(add)。 sck=0。 } //********讀 DS1302 某地址中的數(shù)據(jù) ******** 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 38 uchar read_ds1302(uchar add) { uchar i,value。 //寫入時(shí)間 rst=0。 rst=1。 } } //********向 DS1302 某個(gè)地址中寫入數(shù)據(jù) ******** void write_ds1302(uchar add,uchar dat) { rst=0。 io=datamp。 在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠摯的謝意！ 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 36 參考文獻(xiàn) [1] 邵婷婷 ,馬建倉 ,胡士峰 ,王超 . 電子羅盤的傾斜及羅差補(bǔ)償算法研究 [J]. 傳感技術(shù)學(xué)報(bào) , 2021, (06) . 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DS1302 時(shí)鐘模塊子程序： //********DS1302 寫命令 (一次寫 1 位 )******** void write_ds1302_byte(uchar dat) { uchar i。四年了，仿佛就在昨天，是你們和我共同維系著彼此之間兄弟般的感情，是你們維系著寢室那份家的融洽，是你們與我共擔(dān)挫折困難，是你們與我一同學(xué)習(xí)成長。謹(jǐn)在此表示感謝！ 感謝學(xué)校對(duì)我的教育培養(yǎng)。 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 35 致 謝 本課題在選題及研究過程中得到姜賢林老師的悉心指導(dǎo)。 在整個(gè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)中充分掌握各模塊電路的工作原理，對(duì)硬件電路進(jìn)行設(shè)計(jì) ，并使用C 語言編寫全部的驅(qū)動(dòng)程序。 LCD1602 是一個(gè)非常簡單的顯示設(shè)備，相比于數(shù)碼管而言，它是反射式顯示設(shè)備即外界的光強(qiáng)時(shí)它才會(huì)有顯示，所以黑夜是看不到顯示的而必須加背光。即檢測出鍵閉合后執(zhí)行一個(gè)延時(shí)程序，產(chǎn)生 5ms～ 10ms 的延時(shí)，讓前沿抖動(dòng)消失后再一次檢測鍵的狀態(tài)，如果仍保持閉合狀態(tài)電平，則確認(rèn)為真正有鍵按下。 圖 54 指南針方向計(jì)算示意圖 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 32 鍵盤驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)中將按鍵電路中 各個(gè)獨(dú)立按鍵 分別與單片機(jī)的 P1 P1 P1 P1 P P21引腳進(jìn)行連接，此按鍵是低電平有效，當(dāng)有鍵按下時(shí)，與按鍵相連接的單片機(jī)引腳檢測到這個(gè)信號(hào)，然后進(jìn)行相應(yīng)的處理后再輸出。保持模塊水平，緩慢旋轉(zhuǎn) 1 周 （旋轉(zhuǎn) 1 周時(shí)間大約 1 分鐘）。程序的流程如圖 53 所示。整個(gè)驅(qū)動(dòng)流程如圖 52 所示。 系統(tǒng)初始化完成時(shí)對(duì)指南針模塊進(jìn)行讀取，此時(shí)指南針模塊將 讀取 RXD 端口的 命令進(jìn)行方向測量 ，其后將得到的數(shù)據(jù) 發(fā)送 至微 單片機(jī) ， 單片機(jī) 根據(jù)得到的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng) LCD 進(jìn)行相應(yīng)的顯示，隨后 單片機(jī) 將對(duì)系統(tǒng)鍵盤端口進(jìn)行掃描，并根據(jù)掃描得到的鍵值進(jìn)行相應(yīng)的處理。 系統(tǒng)的總體電路 采用 Protel99SE 設(shè)計(jì) ， 如圖 410 所示。 電路 的中的幾個(gè)電阻屬于上拉電阻，保證在沒有輸入的情況下端口電平穩(wěn)定為高，同時(shí)也可以達(dá)到省電的目的。微控制器只需要 按照 KS0066 給定的指令格式進(jìn)行相應(yīng)的操作即可。 圖 46 時(shí)鐘讀寫時(shí)序圖 液晶顯示電路 本次設(shè)計(jì)采用