基于單片機的電子指南針設(shè)計-展示頁
2025-07-05 15:12本頁面
【正文】 求，用的較多。在一個較復(fù)雜的程序在運行工程中會遇到許多的分支，因而需要建立許多標志位，在運行過程中，需對有關(guān)標志位進行置位，清零，或者檢測，以確定程序的運行方向。51系列優(yōu)點之一是它從內(nèi)部的硬件到軟件有一套完整的按位操作系統(tǒng)，統(tǒng)稱為位處理器，或布爾處理器它的處理對象不是字或字節(jié)而是位。在編程過程中，少不了要與專用寄存器打交道，得反復(fù)選擇對應(yīng)的存儲體，給編程帶來了一定的麻煩[3]。采用Harvard雙總線結(jié)構(gòu)，運行速度快，屬于指令流水線結(jié)構(gòu)，在一個周期完成執(zhí)行指令和從程序存儲器取出下一條指令。CPU采用RISC結(jié)構(gòu)，分別有33,35,38條指令（視單片機的級別而定），屬精簡指令集。在51系列中，所有的邏輯運算都必須在A中進行，而AVR卻可以在任意兩個寄存器中進行，省去了在A中的反復(fù)，這些都比51系列強。大部分指令為單周期指令，而單周期的指令既可以執(zhí)行本指令功能，同時完成下一條指令的讀取，時鐘頻率用48MHz,故最短指令執(zhí)行時間為250125ms。1系統(tǒng)基本方案選擇 51系列單片機源于Intel公司的MCS51系列，在Intle 公司將MCS51系列單片機實行技術(shù)開放政策之后，諸如Atmel,STC,Dallas,華邦，LG，Siemens等都以MCS51中的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)8051為基準推出各種型號的兼容型單片機統(tǒng)稱為51系列單片機[1]。后來隨著人們認識的深入，指南針越來越精巧，但其基本原理還是依靠某種支撐機械式的工作，易受到外界因素的制約影響工作，隨著電子技術(shù)的不斷進步，人們做出了磁阻傳感器，應(yīng)用在導(dǎo)航儀，手機等電子設(shè)備中，電子指南針內(nèi)部結(jié)構(gòu)固定，沒有移動部分，可以簡單地和其它電子系統(tǒng)接口，因此可代替舊的磁指南針。平衡，且可以自由旋轉(zhuǎn)。它是用天然磁石制成的。通過采用磁阻傳感器采集地球上磁場的強度，并通過51單片機處理后顯示在液晶顯示屏上，有利于研究國外先進傳感器工作機理，為以后做更精密的系統(tǒng)打下基礎(chǔ)。并以精度高、穩(wěn)定性好等特點得到了廣泛運用。常用于航海、大地測量、旅行及軍事等方面。磁針在地磁場作用下能保持在磁子午線的切線方向上。指南針的前身是中國古代四大發(fā)明之一的司南。磁阻傳感器。能夠在LCD上顯示當前方位。系統(tǒng)采用了磁阻傳感器采集某一方向磁場強度后通過控制器對其進行處理并顯示上傳，通過對電子指南針硬件電路和軟件程序的分析，闡述了電子指南針基本的工作原理及實現(xiàn)。 目 錄目 錄摘要： 10 前言 11系統(tǒng)基本方案選擇 2 2 32 主要元器件介紹 5 主控制器STC89C52介紹 5 磁阻傳感器HMC5883L介紹 6 1602LCD液晶顯示器 93 程序流程圖 114 設(shè)計思路 115 內(nèi)部主要程序 126實物演示 157 結(jié)論 178 參考文獻 17基于單片機的電子指南針設(shè)計（河南大學(xué)物理與電子學(xué)院，河南 開封，475004）摘要： 早期的指南針采用了磁化指針和方位盤的組合方式，整個指南針從便攜性、指示靈敏度上都有一定不足，極易受到外界因素的干擾。本系統(tǒng)采用專用的磁場傳感器結(jié)合高速微控制器的電子指南針能有效解決這些問題。實際測試指南針模塊精度達到1176。關(guān)鍵詞： 指南針。液晶顯示屏0 前言 指南針是一種重要的導(dǎo)航工具，可應(yīng)用在多種場合中。主要組成部分是一根裝在軸上可以自由轉(zhuǎn)動的磁針。磁針的北極指向地理的北極，利用這一性能可以辨別方向。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電子指南針的優(yōu)勢漸漸體現(xiàn)出來，電子指南針內(nèi)部結(jié)構(gòu)固定，沒有移動部分，可以簡單地和其它電子系統(tǒng)接口，因此可代替舊的磁指南針。通過采集某一方向磁場強度，傳至mcu對其進行處理并輸出到液晶屏上顯示。指南針的始祖大約出現(xiàn)在戰(zhàn)國時期。樣子象一把湯勺，圓底，可以放在平滑的“地盤”上并保持當它靜止的時候，勺柄就會指向南方。并以精度高、穩(wěn)定性好等特點得到了廣泛運用,使指南針的發(fā)展有了質(zhì)的發(fā)IV河南大學(xué)物理與電子學(xué)院開放實驗室設(shè)計報告展。AVR單片機是Atmel公司推出的較為新穎的單片機，特點是高性能，高速度，低功耗，取消了機器周期，以時鐘周期為指令周期，實行流水作業(yè)。主要類型有以下三種：AT90s2313（簡裝型），AT90S8515,AT90S8535(帶A/D轉(zhuǎn)換)[2]。 PIC系列簡介PIC單片機系列是美國微芯公司(Microship)的產(chǎn)品，是當前市場份額增長最快的單片機之一。而51系列有111條指令，AVR有118條指令，都比前者復(fù)雜。具有低工作電壓，低功耗，驅(qū)動能力強等特點。 51系列應(yīng)用最為廣泛的八位單片機當屬Intel的51系列，由于產(chǎn)品硬件結(jié)構(gòu)合理，指令系統(tǒng)規(guī)范，世界有許多著名芯片公司購買了51系列芯片的核心專利技術(shù)，并在其基礎(chǔ)上進行性能上的擴充，使得芯片得到進一步的完善，形成了一個龐大的體系。它不光能對片內(nèi)某些特殊功能寄存器的某位進行處理，如傳送，置位，清零，測試等，還能進行位的邏輯運算，其功能十分完備。而實施這一處理（包括前面所有的位功能），只需用一條位操作指令即可?？紤]到大學(xué)所開課程，曾系統(tǒng)的學(xué)習(xí)過51單片機原理，以及其成本低，所設(shè)計的電子指南針處理速率的要求，所以選擇51單片機來做主控制器。 Honeywell 三軸磁阻傳感器HMC5883L[4]。(2)尺寸小: LCC封裝，適合大規(guī)模量產(chǎn)使用。 (4)符合RoHS標準。(6)精度高：1－2度，內(nèi)置12位A/D,OFFSET, SET/RESET 電路，不會出現(xiàn)磁飽和現(xiàn)象，不會有累加誤差。(8)最大輸出頻率可達160Hz。(10)帶有設(shè)置/復(fù)位和偏置驅(qū)動器用于消磁、自測和偏移補償。
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