【正文】 } LCD1602人機界面軟件設計 本設計采用 LCD1602 作 為顯示設備，顯示的信息包括當前方位信息與與地理南極的夾角信息（角度制）。 i8。 //拉高時鐘線 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 18 頁 共 41 頁 Delay5us()。 //延時 SDA = 1。系統總體流程如圖 ： 初始各模塊獲取傳感器數據數據處理判斷 、 顯示方位轉換為液晶顯示數據顯示角度信息開始 系統總體設計流程 HMC5883L與單片機通信軟件設計 HMC5883L 是一款集成 IIC 總線借口的數字傳感器，而 STC89C52單片機沒有 IIC 接口，所以采用在單片機上模擬 IIC 通訊時序與 HMC5883L 進行通信，而 HMC5883L 可以采用單字節(jié)讀取和多字節(jié)讀取方式，在本設計中采用的是多字節(jié)讀取方式，一次將 XYZ 的值讀到單片機內， HMC5883LY 與通信軟件設計流程如圖 ： 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 17 頁 共 41 頁 IIC Star 寫信號發(fā)送設備地址發(fā)送讀取單元地址IIC Star 讀信號連續(xù)讀取磁場數據讀完IIC Stop 信號否是 圖 HMC5883L 模塊與單片機通信軟件流程圖 起 始信號： void HMC5883_Start() { SDA = 1。 DDRAM就是顯示數據 RAM，用來寄存待顯示的字符代碼。 第 3腳： V0為液晶顯示器對比度調整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高（對比度過高時會 產生“鬼影”，使用時可以通過一個 10K的電位器調整對比度）。但由于內帶字符發(fā)生器的控制器來說，顯示字符就比較簡單了，可以讓控制器工作在文本方式，根據在 LCD 上開始顯示的行列號及每行的列數找出顯示上開始顯示的行列號及每行的列數找出顯示 RAM 對應的地址， 設立光標， 在此送上該字符對應的代碼即可。例如屏的第一行的亮暗由字節(jié)相對應，每一字節(jié)的內容和顯示屏上相應位置的亮暗對應。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅動、易于實現全彩色顯示的特點，目前已經被廣泛應用在便攜式電腦、數字攝像機、 PDA 移動通信工具等眾多領域。這個地址指針自動更新有兩個附加的功能。每次測量時， ASIC 會自動完成置位 /復位。在單測量模式中所有寄存器保留數值。即 MD[n]位不變。這一裝置可以支持快速和標準模式，分別為 100kHz 和 400kHz，不能支持高速模式 (Hs)。 圖 HMC5883L 內部示意圖 3． I178。提供電源，傳感器能夠將量測軸方向上的所有入射磁場轉換為一種差分電壓輸出。即定時器 T0、 T T2； 4 路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路， Power Down 模式可 由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒； 11. 通用異步串行口（ UART），還可用定時器軟件實現多個 UART； 12. 工作溫度范圍： 40～ +85℃（工業(yè)級） /0～ 75℃（商業(yè)級）； 13. PDIP封裝。 STC89C52利用經典的 MCS51內核 ，在此基礎上那個做了許多的創(chuàng)新使得芯片擁有傳統 51單片機沒有的功能。磁場傳感器可以分別測量 Hex、Hey、 Hez，并將其大小轉化為相應強弱的電信號。 14328765910111213141516YXSCLVDDNCS 1NCNCNCNCSETCGN DC 1GN DVOOIODADYSDA 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 6 頁 共 41 頁 方案一 :采用 LED 數碼管顯示。低磁場傳感器行業(yè)中最靈敏、最可靠傳感器就是霍尼韋爾的磁傳感器。由 4 個磁敏感元件構成的磁阻橋臂叫惠斯通電橋， KMZ52 磁阻傳感器的核心部分，長而薄的坡莫合金薄膜制造成了磁敏感元件。 HMC1052 傳感器引腳圖如圖 所示： 圖 HMC1052 傳感器引腳圖 方案二 :采用 Philips公司生產的 KMZ52感應磁場傳感器 一種可以使用坡莫合金薄片所具有的磁阻效應磁場磁場的高靈敏度磁阻傳感器由 Philips 公司生產，這種傳感器就是 KMZ52。測量磁場和環(huán)境磁場在橋路加上供電電壓時， HMC1052 傳感器就會將磁場強度轉換為電壓輸出。 由于 GPS 導航定位存在很大不穩(wěn)定性，而地磁大小和方向隨地點、時間而異 , 磁場水平上的分量一直都是指向磁北，這是制作電子指南針的基本原理，因此電子指南針可以很好的穩(wěn)定的精確定向，在我國電子指南針系統的市場需求日趨明顯，規(guī)模逐漸擴大。 課題研究現狀和前景 與其他工具相比，地磁導航起步晚。并以穩(wěn)定性好、精度高等特點得到了廣泛 應用。電子羅盤的設計就是來滿足這類用戶的需求。由于該機械指針的內在因素，指南針在其使用壽命上、產品的便攜性、準確性以及靈敏度都存在一定的局限。不過 有些場合，碗中的水浮磁針仍在使用，故沈括《夢溪筆談》卷二十四稱“水浮多蕩搖”?！毙媸翘拼憬鹑A道教張志和（約 730— 約 810 年），他的道號叫玄真子，所著《玄真子》十二卷 ，殘存三卷。但是，這里的“地”是指古代械盤中的“地盤”。 最早的指南針能夠追溯到華夏古代四大發(fā)明 —— 司南，即最早的磁性指向器是司南。欒大叫 “斗棋”?！豆茏印?中記錄了幾篇文章：“山上又磁石者，其下有金銅。指南針是古代人在長時間的實踐中對物體磁性了解的成果。針對這一問題，因此開發(fā)一款基于單片機的低成本便于攜帶的電子指南針系統，以滿足人們的精確定向。電子指南針內部結構固定，沒有移動部分，可以簡單地和其它電子系統接口，因此可代替舊的磁指南針。完成不少 于 3000字的外文翻譯； ─ ：設計硬件電路，編寫相關軟件、完成電路仿真及樣機調試； ─ ：完善系統調試， 撰寫論文，準備畢業(yè)設計驗收等工作； ：整理資料，修改論文，準備畢業(yè)答辯。旅行和軍事方面?！? 指南針應用在帆海上，是全天候的導航用具，填補了天文導航、地文導航之不及，首創(chuàng)了航海史的新紀元。并以為：“石是鐵的母親，但石有不慈與慈兩種，慈詳的石頭能讓他的兒女喜歡，不慈的石頭就不可以。在十一世紀之前的某個時候發(fā)現，不僅可以產生在磁鐵上摩擦磁化的現象；而且還可以用燒紅的鐵片，經過居里點(CuriePoint)，冷卻或淬火而得到磁化，操作時，鐵片保持南北方向。在提到司南的文件中，王充的記敘是最重要的，他確切的指出：“司南之杓，投之于地，其柢指南。于是指南鐵魚或者蝌蚪形鐵質指向器及水浮磁針應運而生。這項記載似乎把磁針與指南魚的發(fā)明和應用從形狀和性能上聯系到了一起。而今臨川羅盤證明：旱羅盤的發(fā)明權也屬于中國。特別是在高樓密集的城區(qū)和植被茂盛的林區(qū)， GPS 信號的可利用性僅為 60%。三維電子羅盤取消了平面電子羅盤在實際應用中的嚴厲局限，由于三維電子羅盤在里面添加了傾角傳感器，若是羅盤產生歪斜時能夠對羅盤加以傾斜性補償，如此即便是羅盤產生傾斜，航向的測試數據仍然會沒有誤差。這種傳感器具備低靈敏度在 正交軸上的固 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 3 頁 共 41 頁 相構造可以很好用在對地球磁場的方向和大小的測量，負 8高斯到 8 高斯是它所具有的測量范圍。除此之外 ,美國已經著手在導彈實踐領域使用地磁信息 ,并高空地磁數據的測量方面使用 E22 飛機進行。 要求選擇合適的電磁感應器進行系統設計，完成顯示功能，能夠利用電池對系統供電，系統集成，完成功能調試。在 10 針形狀中 ,兩個敏感元件都能單獨上電，這樣能夠利于削減功耗。電子在正反向磁場力作用下有較好的對稱性是通過 KMZ52 的斑馬條電阻成 45176。 HMC5883L可以應用在消費類電子、汽車導航系統與個人導航系統。因此STC 的編程方式更為容易也較普遍，正因為如此，我選擇 STC 系列。在電壓為 5V 的情況下， LCD1602 液晶和 51 單片機都可以正常工作，可以想到指南針通常在室外使用，需要能夠時間長，對電源的要求比較高，而實際生活中很難找到 5V 電源 ，所以這是第一個要解決的問題。整個電路由電源、磁阻傳感器、單片機最小系統以及 LCD 液晶顯示構成。掉電保護方式下， RAM內容被保存，振蕩器被凍結，單片機完全停止工作，直到下一個中斷或硬件復位為止。該系統采用手動復位按鈕，一樣擁有自動復位功能的復位模式。 2．電源管理 該器件可有兩種不同的供電模式。 它是一個真正的多主機總線系統，如果有兩個或更多主機同時初始化數據傳輸，那么它的沖突檢測和仲裁功能可以防止數據被破壞； 8 位串行雙向 數據傳輸速率在標準模式下可達 100kbit/s，快速模式下可達 400kbit/s，高速模式下可達 ； 片上的濾波器可以濾去總線數據線上的毛刺波以保證數據完整； 連接到同一總線的 IC數量只受總線的最大電容 400pF的限制。連續(xù)測量模式 連續(xù)測量模式： 連續(xù)測量模式，在客戶所選擇的速率下進行連續(xù)的 測量，并所測量的更新數據輸出寄存器。在單測量模式，該裝置進行單次測量并將測量數據更新至輸出數據寄存中。 5．置位 /復位帶驅動的 H橋式電路 ASIC 包含大型開關 FETs，可以傳輸大而短的脈沖到傳感器的置位 /復位帶。 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 12 頁 共 41 頁 表 寄存器列表 地址 名稱 訪問 00 配置寄存器 A 讀 /寫 01 配置寄存器 B 讀 /寫 02 模式寄存器 讀 /寫 03 數據輸出 X MSB 寄存器 讀 04 數據輸出 X LSB 寄存器 讀 05 數據輸出 Z MSB 寄存器 讀 06 數據輸出 Z LSB 寄存器 讀 07 數據輸出 Y MSB 寄存器 讀 08 數據輸出 Y LSB 寄存器 讀 09 狀態(tài)寄存器 讀 10 識別寄存器 A 讀 11 識別寄存器 B 讀 12 識別寄存器 C 讀 該裝置使用地址指針來顯示該寄存器地點是被讀取或寫入。要讓地址指針移動到一個隨機寄存器地址，首先對該寄存器地址發(fā)出“寫”的指令，之后再跟一個無數據位。除了黑白顯示外，液晶顯示器還有多灰度有彩色顯示等。這樣一來就組成某個字符。本設計所用的 LCD1602液晶顯示器模塊， 顯示屏是綠色背光黑色字體，因為這種顯示器看起來較為清楚。 第 15～ 16腳：空腳或背燈電源。下面是 1602與單片機的連線圖。 //拉低時鐘線 } 停止信號： void HMC5883_Stop() { SDA = 0。 i++) //8位計數器 { dat = 1。 uchar dat = 0。 //讀數據 SCL = 0。得到度數后。 //拉高時鐘線 Delay5us()。 //延時 } HMC5883_RecvACK()。 for (i=0。 //產生下降沿 Delay5us()。我們往 DDRAM里的 00H地址處送一個數據，譬如 0x31(數字 1 的代碼 )并不能顯示 1 出來。 第 6腳： E(或 EN)端為使能 (enable)端。工業(yè)字符型液晶 LCD1602是指顯示的內容為 16*2，并且能同時顯示兩行，每行 16個字符。這就是 LCD顯示的基本原理。除了黑白顯示外，液晶顯示器還有多灰度有彩色顯示等。 如果（地址指針 = 08），則地址指針 = 03 否則，如果（地址指針 = 12 ） ，則 地址指針 = 0 其他（地址指針） = （地址指針） + 1 地址指針本身值無法通過 IIC 總線讀取。 5．寄存器訪問