【正文】 RAM 為 256B。目前許多公司都在積極的開發(fā)此類產(chǎn)品。飛利浦公司開發(fā)了一種新型總線： I2C 總線（ IntelIC bus）。 （ 2）增加數(shù)據(jù)總線的寬度，單片機內(nèi)部采用 16 位數(shù)據(jù)總線，其數(shù)據(jù)處理能力明顯優(yōu)于一般 8 位單片機。位滿足不同的用戶要求，各公司競相推出能滿足不同需要的產(chǎn)品。 單片機根據(jù)其基本操作處理 的位數(shù)可分為： 1 位單片機、 4 位單片機、 8 位單片機、16 位單片機和 32 位單片機。在設(shè)計中，已經(jīng)對系統(tǒng)機構(gòu)的最簡化、可靠性和成本的最佳化等方面都做了全面的考慮，所以專用單片機具有十分明顯的綜合優(yōu)勢，也是今后單片機發(fā)展的一個重要方向。這種應(yīng)用的最大特點是針對性強且數(shù)量巨大。 然而，有許多應(yīng)用是使用專門針對某些產(chǎn)品的特定用途而制作的單片機。用戶可以根據(jù)實際需要，充分利用單片機的內(nèi)部資源，設(shè)計一個以通用單片機芯片為核心，再配以外部接口電路及其他外圍設(shè)備，來滿足各種不同需要的測控系統(tǒng)。 通用型單片機具有比較豐富的內(nèi)部資源，性能全面且實用性強，可滿足多種應(yīng)用需求。而 32 位單片機除了具有更高的集成度 外，其主振已達 20MHz,使 32 位單片機的數(shù)據(jù)處理速度比16 位單片機提高許多，性能比 8 位、 16 位單片機更加優(yōu)越。此階段的主要特征是一方面發(fā)展 16 位單片機、 32 位單片機及專用型單片機；另一方面不斷完善高檔 8 位單片機，改善其結(jié)構(gòu)，以滿足不同的用戶需要。由于這類單片機的性能價格比較高，所以仍被廣泛應(yīng)用，是目前應(yīng)用數(shù)量較多的單片機。之歌階段推出的單片機普遍都有串行 I/O 口，多級中斷系統(tǒng)， 16 位定時器 /計數(shù)器，片內(nèi) ROM、 RAM 容量加大，且尋址范圍可達 64KB，有的片內(nèi)還帶有 A/D 轉(zhuǎn)換器。以 Intel 公司制造的 MCS48單片機為代表，這種單片機片內(nèi)集成有 8 位 CPU、并行 I/O 口、 8 位定時器 /計數(shù)器、 RAM和 ROM 等，但是不足之處是無串行口，中斷處理比較簡單，片內(nèi) RAM 和 ROM 容量較小且尋址范圍不大于 4KB。因此，還需加 1 快 3851（由 1KB ROM、定時器 /計時器和 2 個并行 I/O 構(gòu)成）才能組成 1 臺完整的計算機。因工藝限制，單片機采用雙片的形式而且功能比較簡單。由于具有上述優(yōu)點，在我國，單片機已廣泛地應(yīng)用在工業(yè)自動化控制、自動檢測、智能儀器儀表、家用電器、電力電子、機電一體化設(shè)備等各個方面。 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 4 2 單片機及 相關(guān)物理量介紹 單片機 系統(tǒng) 簡介 單片機是自 20 世紀 70 年代問世以來，以其極高的性能價格比，受到人們的重視和關(guān)注，應(yīng)用很廣，發(fā)展很快。第五部分介紹了系統(tǒng)的軟件部分的設(shè)計，在概部分里主要是介紹了系統(tǒng)總體和各個模塊的流程圖 以及驅(qū)動原理等。然后概述了系統(tǒng)測量所應(yīng)用的原理以及系統(tǒng)的總體設(shè)計框圖，此外還介紹了系統(tǒng)中其他模塊的相關(guān)知識，例如常用的指南針芯片、液晶的顯示原理、實時時鐘的結(jié)構(gòu)和工作原理、鍵盤的檢測等。 本次課題研究，首先介紹了課題研究的背景，以及電子指南針的發(fā)展歷程，其中包括了電子指南針相對于傳統(tǒng)指南針的優(yōu)勢以及國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀。 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 3 本課題研究的意義 本課題針對電子指南針的各個功能部件對電子指南針的關(guān)鍵部分做了詳細的研究。 國內(nèi)有關(guān)地磁導(dǎo)航的研究還主要集中在仿真和預(yù)研階段 ,航天科工集團三院的李素敏等人運用平均絕對差法對地面所測量的地磁強度數(shù)據(jù)進行了匹配運算 ,分辨率能達到50m； 西北工業(yè)大學(xué)的晏登洋等人利用地磁導(dǎo)航校正慣性導(dǎo)航的仿真實驗取得了較高的精度。另外 ,美國在導(dǎo)彈試驗方面已開始應(yīng)用地磁信息 ,并利用 E22 飛機進行高空地磁數(shù)據(jù)測量。 20 世紀 80 年代初 ,瑞典的 Lund 學(xué)院對船只的地磁導(dǎo)航進行了實驗驗證 ,實驗中將地磁強度的測量數(shù)據(jù)與地磁圖進行人工比對 ,確定船只的位置 ,同時根據(jù)距離已知的兩個磁傳感器的輸出時差 ,確定船只的速度。 國內(nèi)外現(xiàn)階段研究電子指南針的主 要應(yīng)用是提供地磁導(dǎo)航功能，相對于其他導(dǎo)航手段而言 ,地磁導(dǎo)航起步得比較晚。 由于機械的先天因素導(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。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 隨著人們對指南針原理認識的不斷深入，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。 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 2 電子指南針的優(yōu)勢 與傳統(tǒng)的機械指針式指南針相比， 因電子式指南針采用電信號傳送，且以較為直觀的方式顯示測量的結(jié)果，所以電子式指南針無論是在靈敏度上還是在精度上都遠勝前者，而且不會因為機械磨損而減短使用壽命。 電子指南針替代 舊 的 指 針式指南針或羅盤指南針，因為電子指南針全采用固態(tài)的原件，還可以簡單地和其他電子系統(tǒng)接口。 電子指南針 的形成 指南針是一個重要的導(dǎo)航工具 ，甚至在 GPS 中也會用到。但其基本構(gòu)造是沒有改變，都屬于機械指針式，指示的機械結(jié)構(gòu)也基本沒有改變。所以磁體這種指向性可以用來確定方向。 指南針原理介紹 地球是個大 磁體，其地磁南極在地理北極附近，地磁北極在地理南極附近。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)，無法達到預(yù)期的指南效果。 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。當它靜止的時候，勺柄就會指向南方。它是用天然磁石制成的。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。人們首先發(fā)現(xiàn)了磁石引鐵的性質(zhì)。 LCD青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 目 錄 摘 要 .............................................. I 1 引言 .............................................. 1 課題背景 .................................................... 1 指南針原理介紹 .............................................. 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .............................................. 2 本課題研究的意義 ............................................ 3 2 單片機及相關(guān)物理量介紹 .............................. 4 單片機系統(tǒng)簡介 .............................................. 4 物理量簡介 .................................................. 7 電子指南針的主要偏差及校正 .................................. 9 3 原理及系統(tǒng)框圖 .................................... 13 測 量 原理簡介 ............................................... 13 系統(tǒng)總圖框圖 ............................................... 14 系統(tǒng)其他模塊簡介 ........................................... 15 4 系統(tǒng)硬件 .......................................... 23 系統(tǒng)控制模塊 ............................................... 23 指南針模塊 ................................................. 24 實時時鐘模塊 ............................................... 25 液晶顯示電路 ............................................... 26 系統(tǒng)輸入電路 ............................................... 27 5 系統(tǒng)軟件 .......................................... 29 主監(jiān)控程序 ................................................. 29 實時時鐘驅(qū)動 ............................................... 30 指南針模塊驅(qū)動 ............................................. 30 鍵盤驅(qū)動 ................................................... 32 液晶模塊驅(qū)動 ............................................... 33 結(jié) 論 ........................................... 34 致 謝 ........................................... 35 參考文獻 ........................................... 36 附 錄 ........................................... 37 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 1 1 引言 課題背景 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識的結(jié)果。 GMR。s top serial Machine. The actual test pass module can reach 1 176。 ，能夠在 LCD 上顯示當前方位并能通過鍵盤控制 實現(xiàn)磁場校準， 磁偏角 補償，重新設(shè)定等功能 。 系統(tǒng)采用了磁阻（ GMR）傳感器采集某一方向磁場強度后通過 MCU 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)。青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） I 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（ MCU）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 ： 電子指南針； 磁阻傳感器 ； 單片機 ； 液晶 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） II Abstract Since the early use of a magic pass and directionpointer of the position, the entire pass from scratch, on the instructions of a certain sensitivity of the defect. Using a dedicated highspeed magic sensors with microcontroller (MCU) electronic pass can effectively solve these problems. The system is designed by the reluctance (GMR) sensors collecting a certain direction through the magic field strength after the MCU Controller its judgement will be dealt with the results, through the LCD screen display and can be sent to the MCU39。, in the LCD display on the current position and through the keyboard control can realize functions like the magic field calibration, Magic declination, Reset etc. Key words: electronic pass。 MCU。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。后來又發(fā)現(xiàn)了磁石的指向性。 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 ”上并保持平衡，且可以自由旋轉(zhuǎn)。古人稱它為 “司南 ”。 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 。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。根據(jù)磁體同級相斥，異級相吸的普 便 現(xiàn)象，無論處于何地磁體的南極會指向地球的北極附近；而磁體的北極會指向地