【正文】 的能力。本設(shè)計要求制作簡易數(shù)據(jù)庫、GUI設(shè)計，這就要求對數(shù)據(jù)庫和GUI這兩方面有一定的興趣并要求有相當(dāng)?shù)能浖幊棠芰?。本次設(shè)計中使用了8051系列單片機(jī)作為整個系統(tǒng)的控制核心。在一些簡單的應(yīng)用中，可以選擇相對簡單的微處理器，不使用操作系統(tǒng)，所有軟件由設(shè)計者自己完成；但是在一些復(fù)雜的系統(tǒng)中，所選微處理器比較復(fù)雜，對時間的要求也較為苛刻，在這種情況下，為了更好地管理微處理器，設(shè)計者可以選擇實時操作系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)是一個包括硬件和軟件的完整的計算機(jī)系統(tǒng)。隨著工業(yè)界對智能控制要求的不斷提高，形式多樣的數(shù)字化智能產(chǎn)品應(yīng)運而生，并且成為替代通用PC機(jī)進(jìn)行信息處理的主要部件。由于當(dāng)前電子技術(shù)的發(fā)展使能指南針的性質(zhì)有了一定的改變，不再是機(jī)械結(jié)構(gòu)而采用了專用的電子傳感器對磁場進(jìn)行測量從而指示方向，這就是當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的電子式指南針。但其基本構(gòu)造是沒有改變的，都是屬于機(jī)械的指針式，其指示的機(jī)械結(jié)構(gòu)基本上沒有改變，都是利用某種支撐使得磁針能夠受到地磁場的影響而自由的旋轉(zhuǎn)。而且司南有一定的體積和重量，攜帶很不方便，這可能是司南長期未得到廣泛應(yīng)用的主要原因。但司南也有許多缺陷，天然磁體不易找到，在加工時容易因打擊、受熱而失磁。古人稱它為“司南”。樣子象一把湯勺，圓底，可以放在平滑的“地盤”上并保持平衡，且可以自由旋轉(zhuǎn)。指南針的始祖大約出現(xiàn)在戰(zhàn)國時期。后來又發(fā)現(xiàn)了磁石的指向性。由于生產(chǎn)勞動，人們接觸了磁礦石，開始了對磁性質(zhì)的了解。 C language。 signal processing。 pulse signal。關(guān)鍵詞：指南針；GMR；ASIC；MCU；LCD；12The design of electronic passAbstractAt present, a general problem that exists in mine pulse measuring technology is low accuracy and poor operability. Meanwhile, the high cost limits the patients and potential patients to duly adopt preventive detecting and to see a doctor. Therefore, it es to the priority to study and develop an economical measuring technique that is safe, accurate and convenient. And the digital pulses counter can noninvasively monitor and automatically measure the heart rate.In accordance with the need of medical care, this design has framed a system diagram of digital pulses counter based on single chip processor(SCP) and analyzes the operational principle of the system。與傳統(tǒng)的磁針式指南針相比較，電子式指南針具有便攜性好、精度高和壽命長等特點。正是由于ASIC芯片的發(fā)展和巨磁阻效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)使得使用電子設(shè)備對地磁場的測量成為可能。特別值得注意的是，如果相鄰材料中的磁化方向平行的時候，電阻會變得很低；而當(dāng)磁化方向相反的時候電阻則會變得很大。由于地磁場非常的微弱，測量地磁場的強(qiáng)度一般不采用傳統(tǒng)的電感線圈，近年來由于巨磁阻（GMR）的發(fā)現(xiàn)使得測量地磁場強(qiáng)度變得非常的方便。由于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的缺陷。當(dāng)時的指南針是用天然磁石制成的，形狀像一只勺，底圓，可以在平滑的地盤上自由旋轉(zhuǎn)，其靜止時，勺柄會指向南方。指南針在不同的歷史時期，有不同的形體和名稱。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進(jìn)行研究所取得的研究成果。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。分類號：TP271 U D C：D10621408(2007)19500密 級：公 開 編 號：2008071164成都信息工程學(xué)院學(xué)位論文二維高精度液晶顯示電子指南針論文作者姓名：申請學(xué)位專業(yè)：電子科學(xué)與技術(shù)申請學(xué)位類別：工學(xué)學(xué)士指導(dǎo)教師姓名（職稱）：論文提交日期：畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。本人授權(quán)　　 　 　大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。作者簽名： 日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日目 錄1. 緒論 3 煤礦環(huán)境概述 3 嵌入式系統(tǒng)概況 1 ARM處理器概況 1 論文課題的概述 1 論文設(shè)計的指標(biāo)和任務(wù) 12. 系統(tǒng)框圖及實現(xiàn) 1 系統(tǒng)需求分析 1 系統(tǒng)框圖 23. 系統(tǒng)監(jiān)測節(jié)點 3 監(jiān)測節(jié)點理論概述 3 監(jiān)測節(jié)點實際構(gòu)造 34. 系統(tǒng)核心控制板 9 核心板分析 9 工控底板分析 125. 系統(tǒng)人機(jī)界面 1 硬件支持 1 設(shè)計思路 16. 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 2 CANbus總線架構(gòu) 2 CANbus總線協(xié)議 47. 系統(tǒng)軟件架構(gòu) 10 μC/OSII操作系統(tǒng) 10 應(yīng)用程序流程 118. 結(jié)束語 18參考文獻(xiàn) 199. 附 錄 110. 致 謝 2 4 成都信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文摘 要指南針是中國古代最著名的四大發(fā)明之一，它是利用磁鐵在地球磁場中的南北指極性而制成的一種指向儀器。指南針約出現(xiàn)于戰(zhàn)國時期。古人稱之為“司南”。當(dāng)前由于電子行業(yè)內(nèi)專用集成電路（ASIC）的飛速發(fā)展給各種電子設(shè)備的微形化提供了便利的條件。巨磁阻效應(yīng)是指當(dāng)鐵磁性材料（ferromagnetism）和非磁性金屬（NonMagnetic Metal）層交替組合成的材料在足夠強(qiáng)的磁場中時電阻突然巨幅下降的現(xiàn)象。電阻值的這種變化是由于不同自旋的電子在單層磁化材料中散射性質(zhì)不同而造成的。本次設(shè)計任務(wù)的電子式指南針就是基于這兩種技術(shù)的發(fā)展。在本次的設(shè)計任務(wù)中采用了巨磁阻傳感器和專用的磁阻傳感器測量ASIC芯片構(gòu)成了地磁檢測前端，通過微控制器（MCU）對ASIC芯片內(nèi)磁場強(qiáng)度的讀取和處理就得到了當(dāng)前方位與正北的夾角，從而通過液晶顯示屏（LCD）指示當(dāng)前的方向。 it also schemes out the circuit of all the modules and writes the program of single chip processor controlling and data processing in C language. This design draws the system principle diagrams and makes the PCB plug board chart with Protel 99SE and works out the pulse digital signal processing(DSP) and the actual sample of display circuit.The system diagram of digital pulses counter based on single chip processor has the following functions, such as pulse measuring, pulse information storage and recalling, time display, arrhythmia alarm, etc. The digital pulses counter works stably with a simple circuit structure, it is lowcost, easilyoperating and applied in a very wide field.Key words: sensor。 signal acquisition。 single chip processor。1. 緒論 指南針發(fā)展指南針的發(fā)明是我國勞動人民，在長期的實踐中對物體磁性認(rèn)識的結(jié)果。人們首先發(fā)現(xiàn)了磁石引鐵的性質(zhì)。經(jīng)過多方的實驗和研究，終于發(fā)明了可以實用的指南針。它是用天然磁石制成的。當(dāng)它靜止的時候，勺柄就會指向南方。司南由青銅盤和天然磁體制成的磁勺組成，青銅盤上刻有二十四向，置磁勺于盤中心圓面上，靜止時，勺尾指向為南。所以司南的磁性比較弱，而且它與地盤接觸處要非常光滑，否則會因轉(zhuǎn)動摩擦阻力過大，而難于旋轉(zhuǎn)，無法達(dá)到預(yù)期的指南效果。隨著人們對指南針原理認(rèn)識的不斷深入，指南針也由先前笨重的“司南”發(fā)展到現(xiàn)在的便攜式的指南針。由于機(jī)械的先天因素導(dǎo)致了指針式指南針在便攜性、靈敏度、精度以及使用壽命上都有一定的限制。 微控制器的發(fā)展在信息技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天，計算機(jī)進(jìn)入了一個充滿機(jī)遇和挑戰(zhàn)的時代——后PC時代。在這些部件中都嵌入了微控制器（MCU），也就成為所謂的嵌入式系統(tǒng)。根據(jù)實際應(yīng)用的需要，設(shè)計者可以選擇和裁剪所用的計算機(jī)系統(tǒng)的硬件和軟件。操作系統(tǒng)可以屏蔽微處理器的底層硬件，使系統(tǒng)設(shè)計者可以在不太了解硬件的情況下，用操作系統(tǒng)提供的接口函數(shù)來編寫自己的應(yīng)用程序。 磁阻效應(yīng) 論文課題的概述本題為煤礦井下瓦斯環(huán)境監(jiān)控，用到CANbus、數(shù)據(jù)庫、GUI等專業(yè)知識，工程實踐性較強(qiáng)，要求綜合運用本科階段所學(xué)的軟硬件專業(yè)知識。本設(shè)計對系統(tǒng)整體性能要求較高，適用于機(jī)械工程、電子科學(xué)與技術(shù)、電氣工程及其自動化等相關(guān)專業(yè)學(xué)生。本設(shè)計實際是模擬井下瓦斯環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，硬件平臺使用廣州致遠(yuǎn)電子有限公司最新開發(fā)的MiniARM M9020配合M22A series EV Board。在本系統(tǒng)中，學(xué)生可以對M22A series EV Board的相應(yīng)硬件資源進(jìn)行裁減（有選擇的使用），然后將所需的傳感器搭接在相應(yīng)的接口上即可完成硬件的構(gòu)建。由于系統(tǒng)中用到CANbus、GUI、及CF卡，故要求學(xué)生在這方面有相當(dāng)?shù)牧私狻?論文設(shè)計的指標(biāo)和任務(wù)。 任務(wù)概圖設(shè)計的要求分為兩個部分，基本要求部分和擴(kuò)展要求部分。擴(kuò)展要求(5) 將監(jiān)控到的數(shù)據(jù)保存到CF卡中；(6) 建立簡易數(shù)據(jù)庫；(7) 系統(tǒng)整體性能穩(wěn)定；(8) 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)清晰，代碼優(yōu)化。嵌入式系統(tǒng)包含了硬件和軟件兩個方面，其中硬件主要由處理器芯片、存儲器、I/O端口以及相關(guān)外圍器件和電路組成，軟件部分主要由嵌入式操作系統(tǒng)及相應(yīng)的用戶應(yīng)用軟件組成。 系統(tǒng)需求分析井下瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采集精度、通信穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)的批量存儲，查詢以及整個系統(tǒng)的實時性要求都比較高，工程有一定的難度。 硬件需求分析首先，井下瓦斯監(jiān)控需要對井下瓦斯的濃度進(jìn)行監(jiān)測，那么就需要針對瓦斯?jié)舛鹊膫鞲衅?，因為瓦斯?jié)舛确从车絺鞲衅魇沁B續(xù)變化的模擬量，所以一個滿足采集精度的ADC是整個轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵所在?；谶@種情況的考慮，每個數(shù)據(jù)采集點都應(yīng)該有自己的微控制器。再而，每個節(jié)點的數(shù)據(jù)都需要經(jīng)過一定的途徑上傳給主控核心。再次，大批量的數(shù)據(jù)由節(jié)點上傳給主控核心，處理這些大批量的數(shù)據(jù)對核心微處理器的處理能力提出了更高的要求。通過以上對系統(tǒng)需求的簡要分析，我們可以得出，整個井下瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該具有智能的監(jiān)測節(jié)點、穩(wěn)定可靠的通信機(jī)制以及較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理和存儲的能力?？梢詽M足監(jiān)測系統(tǒng)幾個月的數(shù)據(jù)采集量。鑒于此，本次設(shè)計選用了μC/OSII操作系統(tǒng)作為軟件平臺，這可以很好的滿足設(shè)計指標(biāo)的要求。 系統(tǒng)框圖系統(tǒng)硬件主要由四個部分組成：系統(tǒng)監(jiān)測前端瓦斯監(jiān)測節(jié)點、系統(tǒng)控制核心、系統(tǒng)后端的人機(jī)交互界面以及系統(tǒng)電源。核心控制板