【正文】 20xx年 3月至 20xx 年 6月 在成都信息工程學(xué)院光電技術(shù)系完成的。 （ 3）學(xué)校可以學(xué)術(shù)交流為目的復(fù)制、贈送和交換學(xué)位論文。 特此聲明！ 作者簽名： 年 月 第 20 頁 共 29 頁 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作所取得的成果。 學(xué)位論文作者（本人簽名）： 年 月 日 學(xué)位論文出版授權(quán)書 本 人及導(dǎo)師完全同意《中國 博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫出版章程》、《中國優(yōu)秀 碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫出版章程》 (以下簡稱“章程” )，愿意將本人的學(xué)位論文提交“中國學(xué)術(shù)期刊（光盤版）電子雜志社”在《中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》、《中國優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》中全文發(fā)表和以電子、網(wǎng)絡(luò)形式公開出版，并同意編入 CNKI《中國知識資源總庫》，在《中國博碩士學(xué)位論文評價(jià)數(shù)據(jù)庫》中使用和在互聯(lián)網(wǎng)上傳播，同意按“章程”規(guī)定享受相關(guān)權(quán)益。 本聲明的法律后果 由本人承擔(dān)。 首先非常感謝學(xué)校開設(shè)這個(gè)課題，為本人日后從事計(jì)算機(jī)方面的工作提供了經(jīng)驗(yàn)，奠定了基礎(chǔ)。這期間凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感謝。從他身上，我學(xué)到了許多能受益終生的東西。 最后，我要感謝我的父母對我的關(guān)系和理解，如果沒有他們在我的學(xué)習(xí)生涯中的無私奉獻(xiàn)和默默支持，我將無法順利完成今天的學(xué)業(yè)。感謝老師四年來對我孜 孜不倦的教誨，對我成長的關(guān)心和愛護(hù)。 最后，我要特別感謝我的導(dǎo)師趙達(dá)睿老師、和研究生助教熊偉麗老師。在論文的撰寫過程中老師們給予我很大的幫助，幫助解決了不少的難點(diǎn)， 第 23 頁 共 29 頁 使得論文能夠及時(shí)完成，這里一并表示真誠的感謝。老師們認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和深厚的理論水平 都使我收益匪淺。四年的風(fēng)風(fēng)雨雨，我們一同走過，充滿著關(guān)愛，給我留下了值得珍藏的最美好的記憶。從這里走出，對我的人生來說，將是踏上一個(gè)新的征程，要把所學(xué)的知識應(yīng)用到實(shí)際工作中去。 其次，我要感謝大學(xué)四年中所有的任課老師和輔導(dǎo)員在學(xué)習(xí)期間對我的嚴(yán)格要求，感謝他們對我學(xué)習(xí)上和生活上的幫助，使我了解了許多專業(yè)知識和為人的道理，能夠在今后的生活道路上有繼 續(xù)奮斗的力量。 首先，我要特別感謝我的知道郭謙功老師對我的悉心指導(dǎo)，在我的論文書寫及設(shè)計(jì)過程中給了我大量的幫助和指導(dǎo)，為我理清了設(shè)計(jì)思路和操作方法，并對我所做的課題提出了有效的改進(jìn)方案。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對我大學(xué)四年學(xué)習(xí)下來最好的檢驗(yàn)。 本人愿意按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版，同意學(xué)校保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，或采用影印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存設(shè)計(jì)（論文）；同意學(xué)校在不以營利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務(wù)系統(tǒng)，公布設(shè)計(jì)（論文）的部分或全部內(nèi)容，允許他人依法合理使用。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì)（論文）不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式注明并表示感謝。 （ 5）學(xué)?？梢怨紝W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容（保密學(xué)位論文在解密后遵守此規(guī)定）。 關(guān)于學(xué)位論文使用權(quán)和研 究成果知識產(chǎn)權(quán)的說明： 本人完全了解成都信息工程學(xué)院有關(guān)保管使用學(xué)位論文的規(guī)定，其中包括： （ 1）學(xué)校有權(quán)保管并向有關(guān)部門遞交學(xué)位論文的原件與復(fù)印件。此外在完成基本功能的基礎(chǔ)上，還需要努力提高軟件的效率、硬件系統(tǒng)的穩(wěn)定性、降低功耗等，可以說，剩下的工作量是相當(dāng)大的。由于 電子指南針 方面的資料現(xiàn)在還很少，因此從查資料到實(shí)際動(dòng)手做花費(fèi)了很長的時(shí)間。 本設(shè)計(jì)中的系統(tǒng) 的傳感器、控制和人機(jī)界面等部分，基本上是軟件 的設(shè)計(jì)。如 圖 所示。程序的流程如 圖 所示。 五 個(gè)按鍵的功能分別是 上 、 下 、 左 、 右設(shè)置 。本次設(shè)計(jì)采用了 PG160*128 點(diǎn)陣的 LCM 模塊。本次設(shè)計(jì)采用的 PCF8583 實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片采用的 I2C接口，對它的所有操作直接通過對其內(nèi)部線性的 CMOS RAM區(qū)進(jìn)行操作即可即對 PCF8583 的操作主要是通過 I2C 總線對其內(nèi)部 RAM 進(jìn)行讀寫。 第 12 頁 共 29 頁 圖 系統(tǒng)主電路板 PCB 圖 圖 指南針模塊 PCB 圖 5 系統(tǒng)軟件 主監(jiān)控程序 第 13 頁 共 29 頁 整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)中各個(gè)模塊間存在一定的先后順序且程序模塊數(shù)量較少，為了減少系統(tǒng)的程序量設(shè)計(jì)過程中 系統(tǒng)的監(jiān)控程序采用了傳統(tǒng)的前后臺方式。 圖 T6963 讀寫時(shí)序 系統(tǒng)輸入電路 第 11 頁 共 29 頁 本次設(shè)計(jì)中采用了 5 鍵 輸入實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制，如時(shí)間的調(diào)整和菜單的選擇等。 整個(gè) LCM 的原理如 圖 所示。 I2C(Inter－ Integrated Circuit)總線是一種由 PHILIPS 公司開發(fā)的兩線式串行總線，用于連接微控制器及其外圍設(shè)備。其內(nèi)部的 256 字節(jié)的 RAM 區(qū)域被分為了幾個(gè)功能區(qū)以完成不同的操作。 SPI 總線的時(shí)序如 圖 所示。 圖 指南針模塊接口 經(jīng)過模塊封裝的數(shù)據(jù)格式如下： 9 8 7 6 5 4 3 2 1 X X X X X X X X X 角度數(shù)據(jù)范圍：十六進(jìn)制（ 0X00~0X167），轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制為（ 0~359）。 整個(gè)通過串口 DTS 控制在系統(tǒng)編程電路如 圖 所示。 時(shí)鐘電路中的兩個(gè)電容用在補(bǔ)償，使得晶振更容易起震，頻率更加穩(wěn)定。 第 6 頁 共 29 頁 圖 系統(tǒng)存儲分配 控制器具體電路 在整個(gè)系統(tǒng)中控制部分主要完成最核心的數(shù)據(jù) 處理和人機(jī)界面控制任務(wù)。外設(shè)特性：兩路全雙工串口、可編程看門狗定時(shí)器、 13 個(gè)中斷源、五級中斷優(yōu)先級、電源失效復(fù)位 、電源失效早期預(yù)警中斷和可降低 EMI。 第 5 頁 共 29 頁 圖 指南針模塊總電路圖 4 系統(tǒng)硬件 系統(tǒng)控制器 控制器內(nèi)部結(jié)構(gòu) 本次設(shè) 計(jì)中采用了高速 51 內(nèi)核 MCU，具體型號為 DS89C450，高速 8051架構(gòu)，每個(gè)機(jī)器周期一個(gè)時(shí)鐘，最高頻率 33MHz，單周期指令 30ns，雙數(shù)據(jù)指針，支持四種頁面存儲器訪問模式。 ⑶ 數(shù)據(jù)接口電路： 這部分組要完成對 A/D 轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行格式封裝，并在上位 MCU 的控制下進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。這樣可以使用 Z 軸來進(jìn)行傾角校正，極大的提高了測量精度。 該傳感器體積非常小，測量精度高，最小分辨率可達(dá) 高斯，對測量地磁場足夠了。磁阻傳感器是 根據(jù)電場和磁場的原理，當(dāng)在鐵磁合金薄帶的長度方向施加一個(gè)電流時(shí)，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(zhì)現(xiàn)象出現(xiàn)，從而引起合金帶自身的阻值變化。整個(gè)前端的信號處理流程如圖 所示。 圖 系統(tǒng)框圖 整個(gè)系統(tǒng)中前端的磁阻傳感器負(fù)責(zé)測量地磁場的大小并將磁場的變化轉(zhuǎn)化為微弱的電流的變化，專用的磁場測量芯片負(fù)責(zé)把磁阻傳感器變化的電流（模擬量）轉(zhuǎn)換成微控制器可以識別的數(shù)字量然后通過芯片內(nèi)部的 SPI 總線上傳給微控制器。由于 國內(nèi)外 電子技術(shù)的 飛速 發(fā)展 ，特別是在磁傳感器和專用芯片（ ASIC）上的發(fā)展 使能指南針的 基本實(shí)現(xiàn)機(jī)理 有了質(zhì) 的改變，不再是機(jī)械結(jié)構(gòu)而采用了磁場 傳感器 和專用處理器 對 磁場進(jìn)行測量和處理后 指示方向，這就是當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的電子式指南針。而且司南有一定的體積和重量，攜帶很不方便， 使得 司南長期未得到廣泛應(yīng)用。古人稱它為 “司南 ”。 指南針的始祖大約出現(xiàn)在戰(zhàn)國時(shí)期。 由于生產(chǎn)勞動(dòng)，人們接觸了 磁礦石 ，開始了對 磁性質(zhì)的了解。, in the LCD d