【正文】 屬同樣影響地球的磁力線，所不一樣的是，羅盤(pán)的方向決定著軟鐵干擾程度。這些干擾大小恒定，相對(duì)羅盤(pán)位置固定，與羅盤(pán)指向無(wú)關(guān)。（1）電子羅盤(pán)有兩種工作模式，一種是正常工作模式，另一種是出廠設(shè)置模式，出場(chǎng)設(shè)置模式是為了消除硬鐵干擾。羅差是磁阻式羅盤(pán)誤差最大的來(lái)源，方向影響到幾度到幾十度。誤差來(lái)源主要有：電橋偏置，、基準(zhǔn)電壓穩(wěn)定性差，制造工藝存在的不可避免的誤差。系統(tǒng)本來(lái)就有一些缺陷，例如信噪小，精度不夠高，當(dāng)行駛方向不改變時(shí)，數(shù)據(jù)顯示能力很好；但是當(dāng)經(jīng)常改變方向，系統(tǒng)穩(wěn)定性就相對(duì)差了許多。分析處理時(shí)選擇集中濾波方案，最終選定一種方式進(jìn)行濾波；并分析影響磁阻電子羅盤(pán)精度的誤差來(lái)源，給出相應(yīng)的補(bǔ)償方案；合理選擇處理航向角計(jì)算的算法，以提高處理速度。}}東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與誤差分析學(xué)習(xí)硬件電路的相關(guān)知識(shí)，然后對(duì)磁阻電子羅盤(pán)的硬件原理圖設(shè)計(jì)、PCB 制板、焊接以及硬件的調(diào)試。 WriteDataLcd(*s)。while(*s){WriteDataLcd(dat)。WriteCommandLcd(x)。 x+=0x40。 if(y==1) WriteCommandLcd(0x0c)。 WriteCommandLcd(0x06)。 WriteCommandLcd(0x01)。 WriteCommandLcd(0x08)。 WriteCommandLcd(0x38)。 WriteCommandLcd(0x38)。 LCD_E=1。 //短暫延時(shí)，代替檢測(cè)忙狀態(tài) dellay(100)。 LCD_RW=0。 LCD_DATA=wdata。}/**************************************************** 函數(shù)名稱(chēng): WriteCommandLcd** 入口參數(shù)：wdata（unsigned char型）** 出口參數(shù)：無(wú)** 功能描述: 寫(xiě)命令到LCD****************************************************/void WriteCommandLcd(unsigned char wdata){ dellay(100)。 LCD_RW=0。 LCD_DATA=wdata。//單片機(jī)待機(jī)}/**************************************************** 函數(shù)名稱(chēng): WriteDataLcd** 入口參數(shù)：wdata（unsigned char型）** 出口參數(shù)：無(wú)** 功能描述: 寫(xiě)數(shù)據(jù)到LCD****************************************************/void WriteDataLcd(unsigned char wdata){ //顯示第一行，從第3個(gè)位置開(kāi)始display_string(0,1,LcdBuf2)。 lcd_init()。如果 xa[n/2]，則在數(shù)組 a 的右邊尋找 x。否則繼續(xù)查找下去，直到x=a[n/2]剛好是要測(cè)量的 x值。查表方法有很多種，這里推薦先使用初略估計(jì)然后縮小范圍查找。的正切值，176。查表方法如下，首先把 0176。最后把測(cè)量值進(jìn)行方位角度的解算. 角度的解算主要是反正切運(yùn)算，其難度較大。范圍內(nèi)連續(xù)。(2)對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行角度解算首先把得到的式子轉(zhuǎn)化為三維坐標(biāo)系統(tǒng)，8個(gè)象限。 PA1 口產(chǎn)生上升沿return。PA1 口產(chǎn)生下降沿_NOP()。程序流程圖：void reset_HMC1022(){PORTA amp。而此脈沖只能加在一個(gè)方向。還設(shè)置了休眠模式，有定時(shí)中斷等功能。方向進(jìn)行校正。根據(jù)系統(tǒng)需要選擇的LCD是AMPIRE12864的漢字圖形型液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形。由處理器處理數(shù)據(jù)后在液晶屏顯示行駛方向。 采用LCD液晶顯示屏作為系統(tǒng)的輸出顯示。AD7705片內(nèi)含有低通數(shù)字濾波器，可以用它處理ΣΔ 調(diào)制器的輸出信號(hào)。當(dāng)MD1和MD0位寫(xiě)入數(shù)據(jù)，那么校準(zhǔn)周期開(kāi)始。這種功能是在擁有這種功能的芯片上價(jià)格是最低的。
信號(hào)調(diào)理電路和A/D轉(zhuǎn)換器模塊信號(hào)的調(diào)理電路包括傳感器數(shù)據(jù)的采集和模數(shù)轉(zhuǎn)換兩個(gè)模塊，功能由 AD7705 和單片機(jī)行駛。ADXL202具有尺寸小，低功耗，響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。測(cè)量加速度束的加速的偏轉(zhuǎn)，使差分電容失衡，由此產(chǎn)生的輸出信號(hào)是一個(gè)方波，方波的振幅的加速度成正比，然后相位靈敏度解調(diào)，信號(hào)是適于確定的加速度的方向。傳感器表面是一種硅結(jié)構(gòu)的硅晶片，多晶硅和加速度傳感器的安裝板，提供耐壓力固定的。因?yàn)樗鼉?nèi)置的測(cè)試電路，簡(jiǎn)單的數(shù)字輸出，較高的效率，避免累加誤差，而且成本相對(duì)較低。6）功耗低：, 。4）支持自動(dòng)校準(zhǔn)程序，簡(jiǎn)化使用步驟，終端產(chǎn)品使用非常方便。2）尺寸小:，適合大規(guī)模量產(chǎn)使用。電容CC3加 上傳感器片上ASIC電路中的H電橋驅(qū)動(dòng)電路可以產(chǎn)生電流脈沖，使片上的置位／復(fù)位電流帶產(chǎn)生磁場(chǎng)給傳感器去磁和極性翻轉(zhuǎn)。傳感器內(nèi)置ASIC放大器，可以自行將微弱信號(hào)放大。這里我根據(jù)需求，采用HMC5883作為本系統(tǒng)的傳感器。磁阻傳感器的電子羅盤(pán)抗噪聲好，溫度穩(wěn)定性好、尺寸小、精度高、可靠性強(qiáng)、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，是未來(lái)電子羅盤(pán)的發(fā)展方向。磁阻式傳感器是本系統(tǒng)信號(hào)采集的關(guān)鍵部件，因此傳感器的選擇變的尤為重要。方案三： AT89C52為系統(tǒng)控制器。 FPGA的并行輸入輸出方法，適合于大規(guī)模的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，以提高系統(tǒng)核心的處理速度。方案二：采用FPGA [6]作為系統(tǒng)的CPU。一般計(jì)算量較大，普通的單片機(jī)不能滿(mǎn)足使用要求一下有幾個(gè)方案可供選擇方案一：采用MSP430作為系統(tǒng)的CPU。再判斷能否輸出，如果不能輸出，則再采集一次；能輸出則把數(shù)據(jù)送到顯示屏顯示。失調(diào)和溫度漂移會(huì)在傳感器敏感信號(hào)上面疊加一個(gè)直流偏置電路，單片機(jī)通過(guò)將傳感器在置位和復(fù)位情況下得到的信號(hào)進(jìn)行分析，算出平均值。其磁阻式傳感器HMC5883包含輸出為3路的差分模擬電壓值，差分值大約為幾毫伏，信號(hào)經(jīng)過(guò)傳感器內(nèi)置的ASIC放大器把信號(hào)進(jìn)行放大，再進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換；再由有單片機(jī)處理數(shù)字信號(hào)，經(jīng)由處理后得到航向角由顯示屏來(lái)顯示；復(fù)位電路用于恢復(fù)磁阻傳感器在強(qiáng)磁干擾后的靈敏度；電源模塊分別為復(fù)位電路和信號(hào)處理電路供電；此外專(zhuān)門(mén)添設(shè)了鍵盤(pán)調(diào)節(jié)數(shù)碼管亮度的功能，使得操作員可以在環(huán)境光線強(qiáng)時(shí)將數(shù)碼管調(diào)亮些，在夜間環(huán)境光線弱時(shí)將亮度調(diào)暗 系統(tǒng)軟件除了完成初始化、信號(hào)采集、信號(hào)調(diào)理、A/D轉(zhuǎn)換，再到單片機(jī)中進(jìn)行信號(hào)處理分析，然后判斷能否輸出。需要硬件有： 磁阻傳感器、 雙軸加速度傳感器、AD轉(zhuǎn)換器以及單片機(jī)的磁阻式電子羅盤(pán)。性?xún)r(jià)比最優(yōu)，所以選用單片機(jī)。綜上所述，單片機(jī)控制能力在工控機(jī)和PLC之間，價(jià)格是最便宜，而且小巧，低功耗等優(yōu)點(diǎn)。并不強(qiáng)制添置下程序，需要的應(yīng)用程序由用戶(hù)自己決定。(3)可控性強(qiáng)。片內(nèi)的部件足夠時(shí)CPU運(yùn)行的?？构I(yè)噪聲干擾性好，工藝好，把表格固化在ROM中；一個(gè)芯片內(nèi)有多種信號(hào)通道，使其，穩(wěn)定性強(qiáng)，更加可靠。控制系統(tǒng)應(yīng)用更加方便。電子技術(shù)不斷更新，單片機(jī)的功能越來(lái)越多。單片機(jī)[7]是一種微型的控制器，是一個(gè)完整控制體系。如果增加模擬量輸入輸出的功能，價(jià)格更貴。PLC[6]是綜合繼電器邏輯控制和計(jì)算機(jī)技術(shù)而研發(fā)出的控制器。在不大控制系統(tǒng)中，一般選已經(jīng)成型的工控機(jī)。每個(gè)控制系統(tǒng)都有自己的特點(diǎn)，下面依次詳述：方案一：工控機(jī)?，F(xiàn)在的控制系統(tǒng)非常多，通常根據(jù)我們實(shí)際需要，選擇控制系統(tǒng)。～360 186。兩軸加速計(jì)測(cè)得的重力加速度為Gx、Gy已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎禐間，可得：
β=arcsin(Gx/g)
γ=arcsin(GY/g)當(dāng)求出HRX和HRY值，便可以計(jì)算出羅盤(pán)系統(tǒng)縱軸與當(dāng)?shù)卮疟睒O的夾角A： A= arctan (HRY／HRX) 當(dāng)考慮當(dāng)?shù)卮牌菚r(shí)，航向角為： α=angle+β (*) 每個(gè)地區(qū)的磁偏角β是一個(gè)固定值，以列表形式存入Flash中，根據(jù)數(shù)據(jù)的信息選擇，按式(*)補(bǔ)償即可。β為俯仰角。
HRY=HX cosγ+HZ sinβ。在地平坐標(biāo)系中，磁阻傳感器的三軸輸出為(HRX, HRY, HRZ)，如下圖示所示。導(dǎo)航定位主要有三個(gè)姿態(tài)參數(shù)：航向角(α)，俯仰角(β)，橫滾角(γ)。到 360176。當(dāng)載體縱軸和地磁北極平行或重合時(shí)，磁航向α角為 0176。磁傳感器利用這一個(gè)原理指向地磁北極的方向應(yīng)用到載體上。未來(lái)科技發(fā)展更加快速，相對(duì)磁場(chǎng)技術(shù)也會(huì)越來(lái)成熟，電子羅盤(pán)系統(tǒng)將朝著先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性、功能型的成熟完善的系統(tǒng)！3東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析 2 系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)1地球表面的磁場(chǎng)強(qiáng)度為 ～，方向指向地磁的北極。(2)使電子羅盤(pán)導(dǎo)航系統(tǒng)科技含量更高，使整個(gè)制造流程形成一個(gè)完整的產(chǎn)物鏈(3) 把GPS的技術(shù)和電子羅盤(pán)技術(shù)相結(jié)合，提高導(dǎo)航的精確性、實(shí)用性和穩(wěn)定性。未來(lái)電子羅盤(pán)的發(fā)展的方向有以下幾點(diǎn)：(1)行業(yè)進(jìn)行統(tǒng)一，整體規(guī)劃，使其規(guī)范起來(lái)。所以需要一個(gè)穩(wěn)定的導(dǎo)航系統(tǒng)在任何場(chǎng)地都能測(cè)出行駛方向，所以這個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)有很大的發(fā)展前景。 由于GPS導(dǎo)航在高山、樹(shù)林時(shí)信號(hào)傳輸不能很好的回饋到衛(wèi)星中。電子羅盤(pán)發(fā)展相當(dāng)迅速，在需要導(dǎo)航的系統(tǒng)的各行各業(yè)。靈敏度和線性度比較好。如果磁化方向轉(zhuǎn)向與電流的方向垂直， θ 角增大，電阻阻值將減??；如果平行，即 θ 角減小，電阻阻值將增大，電流方向與電阻值的關(guān)系為，這就是磁阻效應(yīng)[2]。圖 ，當(dāng)