方向检测系统设计(附件)【字数：7893】
摘 要本次毕业设计以方向检测控制系统作为研究对象，采用了一种中低端性能级别的STM32微处理器来当作主控微处理器，通过一系列高性价比器件的搭配，设计了一种具有较高性能的方向检测控制系统，实现了磁场快速准确测量、方位角检测以及液晶显示等功能。在实现这种型号的方向检测控制系统的方案上，本次毕业设计使用模块设计法，将整个硬件结构框架分割成STM32微处理器最小系统、LCD1602液晶显示电路和HMC5883L地磁传感器电路等电路模块，经过多次优化和改进，最后能够使硬件框架能够正常稳定工作。为了检验本文的研发成果，通过测试优化环节，进行了大量的测试工作，将获取到的运行状态和测试数据进行总结，反映了研发成果满足预期功能指标需求，同时该系统展现出了特别高的工作性能。
目录
一、 引言 1
（一） 方向检测系统的发展背景 1
（二） 方向检测系统的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 方向检测系统的方案设计 3
（二） STM32微处理器简介 3
（三） LCD1602液晶显示屏简介 4
（四） HMC5883L传感器简介 4
三、 系统硬件设计 6
（一） 最小系统电路设计 6
（二） 参数显示电路设计 6
（三） HMC5883L地磁传感器电路设计 7
（四） 按键电路设计 8
四、 系统软件设计 9
（一） 方向检测系统的主程序流程设计 9
（二） 液晶驱动子程序设计 9
（三） 地磁线采集子程序设计 10
五、 实物制作与安装 13
总结 16
参考文献 17
致 谢 18
附录一 原理图 19
附录二 PCB图 20
附录三 元件列表 21
附录四 程序 22
引言
方向检测系统的发展背景
方向检测控制主要用于实现对方位的数字检测，综合这种系统的整个发展过程来看，过去出现在市场上的优秀产品有特别多的相似处 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
，首先在实现方案上来说，在不同的历史时期，技术人员所采用的方案有很大差别，尽管如此，全是当时最为流行的重要技术，在上世纪六七十年代，那时的开发方法主要是以晶体管技术作为基础，电路体积庞大，方向检测系统所表现出的性能可以适合曾经用户的需求，而随着时间的推进，主流技术的发展趋向发生改变，数字技术和编程技术的发展，使智能化的方向检测系统展现在人们眼前，该崭新的研发技术使得方向检测系统产品的外形体积得到很大程度压缩，更为重要的是这款器件的功能很多，可以适合使用者逐渐提升的需求，而对于设计者来说，当系统需要改进或者提升时，大多数时候只要通过程序代码指令的更改，即可实现维修，特别方便，直到技术发展到今天，以三十二位微型控制器作为关键的方向检测控制系统代表了当今的最高技术。在方向检测系统发展历史中，以控制器和PLC作为主控核心的控制系统最为常见，这两类实现方法有着显著的差别，使用环境也不同，其中以主控器件作为主控的方向检测控制系统主要在工作生活中经常用到，它的内部结构简单，设计经费相对较低，而以可编程控制器作为主控实现的方向检测系统主要使用在工控环境中，由于工控场合条件较为恶劣，强磁强热等条件会对简单的微处理器带来较强的干扰，使之无法工作，而PLC因为内部具备灵活的抗干扰手段，因此能够正常运行，通过这种方法实现的方向检测系统，无论是在设计经费还是器件成本上，都要高出很多，因此差不多不会应用在日常工作生活中。本文将要研究的是一种能够实现点阵显示和磁场采集等性能的系统，之所以提出这个课题，需要从这种类型控制系统的历史说起。通过对详细资料的查阅后可以获取到和它有关的丰富资料，当今市场上很多中高等级别的方向检测系统都是采用微型控制器担任主控核心，这种实现方法已经在业内得到了广泛的普及，由于这种实现方法成本低廉而且升级维护方便，因此获得了研发者的一致认可。在对市面上大多数常见的方向检测系统进行归类研究，能够得出以下结论，在性能上可以将这些产品划分为低端和中高阶别两种，其中低档次产品因为技术落后另外性能已经越来越没有办法达成用户的满意度，因此正在不断被淘汰，市场上此类级别的产品所占的份额正在不断减少。本次毕业设计研发的这种型号的方向检测系统选用了丰富的高性价比器件，在减少设计开销的并且，还需要特别关注最终的性能表现，使之能够灵活的实现高清显示参数和磁场方向采集等指标。
方向检测系统的国内外发展现状
目前国内对于方向检测系统的研究领域主要放在了精度上，根据前不久一份报道显示，我国在检测精度上已经实现了千分位，这对于导航系统、航空航天等领域具有重要影响。国内对于方向检测系统的研发成果，两方的差距愈来愈小，如今国内高校越来越重视对微处理器技术和传感器技术的教学，因此很多电子类相关专业的毕业生都具备了研发方向检测系统的基础，国内要想更大程度掌握研究方向检测系统的顶尖技术，还要花费很多精力，国外一些发达国家起步早，目前主要工作中心放在了对高性能方向检测系统的应用上。
本文主要研究内容
经过了对这款方向检测控制系统预期功能指标的仔细琢磨，为了完美的完成各个性能，所需要将各个性能对应的设计内容进行确立，才可以在下文中进行相应的设计，考虑到该系统的性能指标较高，本论文使用了含有八位数据运算能力的STM32微处理器来作为主控，在这种类型的主控器件的控制下，实现各功能电路的工作，并且进行下列内容的设计：
1、能够实现高清晰的显示效果，通过微处理器的控制控制，实现快速的显示内容更新。
2、能够实现对地磁信号的准确检测，并将检测结果转换为数字信号送入微处理器中进行处理。
3、设计STM32微处理器最小系统电路，实现对各个功能电路模块的驱动控制。
方案设计及元器件选择
方向检测系统的方案设计
经过了对这款方向检测控制系统的各项初期功能需求进行分析后，本论文将通过框图中的方案来对这款系统进行设计，通过意法半导体公司研究的STM32微处理器来担任方向检测控制系统的核心框架部分，其他电路模块如LCD1602液晶屏电路和HMC5883L地磁传感器电路等，将在最小系统电路的控制驱动下实现各项功能。地磁场传感器电路采用HMC5883L型三维磁场传感器集成模块，通过该电路实现对地磁场的检测并将将检测数据通过IIC接口传送给单片机进行处理；按键模块采用机械按键，通过该模块实现对数字罗盘系统的启闭；最后一个是整个控制系统的显示部分，单片机通过控制其内部的液晶点阵中晶格的亮与灭来实现字符的显示。
目录
一、 引言 1
（一） 方向检测系统的发展背景 1
（二） 方向检测系统的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 方向检测系统的方案设计 3
（二） STM32微处理器简介 3
（三） LCD1602液晶显示屏简介 4
（四） HMC5883L传感器简介 4
三、 系统硬件设计 6
（一） 最小系统电路设计 6
（二） 参数显示电路设计 6
（三） HMC5883L地磁传感器电路设计 7
（四） 按键电路设计 8
四、 系统软件设计 9
（一） 方向检测系统的主程序流程设计 9
（二） 液晶驱动子程序设计 9
（三） 地磁线采集子程序设计 10
五、 实物制作与安装 13
总结 16
参考文献 17
致 谢 18
附录一 原理图 19
附录二 PCB图 20
附录三 元件列表 21
附录四 程序 22
引言
方向检测系统的发展背景
方向检测控制主要用于实现对方位的数字检测，综合这种系统的整个发展过程来看，过去出现在市场上的优秀产品有特别多的相似处 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
，首先在实现方案上来说，在不同的历史时期，技术人员所采用的方案有很大差别，尽管如此，全是当时最为流行的重要技术，在上世纪六七十年代，那时的开发方法主要是以晶体管技术作为基础，电路体积庞大，方向检测系统所表现出的性能可以适合曾经用户的需求，而随着时间的推进，主流技术的发展趋向发生改变，数字技术和编程技术的发展，使智能化的方向检测系统展现在人们眼前，该崭新的研发技术使得方向检测系统产品的外形体积得到很大程度压缩，更为重要的是这款器件的功能很多，可以适合使用者逐渐提升的需求，而对于设计者来说，当系统需要改进或者提升时，大多数时候只要通过程序代码指令的更改，即可实现维修，特别方便，直到技术发展到今天，以三十二位微型控制器作为关键的方向检测控制系统代表了当今的最高技术。在方向检测系统发展历史中，以控制器和PLC作为主控核心的控制系统最为常见，这两类实现方法有着显著的差别，使用环境也不同，其中以主控器件作为主控的方向检测控制系统主要在工作生活中经常用到，它的内部结构简单，设计经费相对较低，而以可编程控制器作为主控实现的方向检测系统主要使用在工控环境中，由于工控场合条件较为恶劣，强磁强热等条件会对简单的微处理器带来较强的干扰，使之无法工作，而PLC因为内部具备灵活的抗干扰手段，因此能够正常运行，通过这种方法实现的方向检测系统，无论是在设计经费还是器件成本上，都要高出很多，因此差不多不会应用在日常工作生活中。本文将要研究的是一种能够实现点阵显示和磁场采集等性能的系统，之所以提出这个课题，需要从这种类型控制系统的历史说起。通过对详细资料的查阅后可以获取到和它有关的丰富资料，当今市场上很多中高等级别的方向检测系统都是采用微型控制器担任主控核心，这种实现方法已经在业内得到了广泛的普及，由于这种实现方法成本低廉而且升级维护方便，因此获得了研发者的一致认可。在对市面上大多数常见的方向检测系统进行归类研究，能够得出以下结论，在性能上可以将这些产品划分为低端和中高阶别两种，其中低档次产品因为技术落后另外性能已经越来越没有办法达成用户的满意度，因此正在不断被淘汰，市场上此类级别的产品所占的份额正在不断减少。本次毕业设计研发的这种型号的方向检测系统选用了丰富的高性价比器件，在减少设计开销的并且，还需要特别关注最终的性能表现，使之能够灵活的实现高清显示参数和磁场方向采集等指标。
方向检测系统的国内外发展现状
目前国内对于方向检测系统的研究领域主要放在了精度上，根据前不久一份报道显示，我国在检测精度上已经实现了千分位，这对于导航系统、航空航天等领域具有重要影响。国内对于方向检测系统的研发成果，两方的差距愈来愈小，如今国内高校越来越重视对微处理器技术和传感器技术的教学，因此很多电子类相关专业的毕业生都具备了研发方向检测系统的基础，国内要想更大程度掌握研究方向检测系统的顶尖技术，还要花费很多精力，国外一些发达国家起步早，目前主要工作中心放在了对高性能方向检测系统的应用上。
本文主要研究内容
经过了对这款方向检测控制系统预期功能指标的仔细琢磨，为了完美的完成各个性能，所需要将各个性能对应的设计内容进行确立，才可以在下文中进行相应的设计，考虑到该系统的性能指标较高，本论文使用了含有八位数据运算能力的STM32微处理器来作为主控，在这种类型的主控器件的控制下，实现各功能电路的工作，并且进行下列内容的设计：
1、能够实现高清晰的显示效果，通过微处理器的控制控制，实现快速的显示内容更新。
2、能够实现对地磁信号的准确检测，并将检测结果转换为数字信号送入微处理器中进行处理。
3、设计STM32微处理器最小系统电路，实现对各个功能电路模块的驱动控制。
方案设计及元器件选择
方向检测系统的方案设计
经过了对这款方向检测控制系统的各项初期功能需求进行分析后，本论文将通过框图中的方案来对这款系统进行设计，通过意法半导体公司研究的STM32微处理器来担任方向检测控制系统的核心框架部分，其他电路模块如LCD1602液晶屏电路和HMC5883L地磁传感器电路等，将在最小系统电路的控制驱动下实现各项功能。地磁场传感器电路采用HMC5883L型三维磁场传感器集成模块，通过该电路实现对地磁场的检测并将将检测数据通过IIC接口传送给单片机进行处理；按键模块采用机械按键，通过该模块实现对数字罗盘系统的启闭；最后一个是整个控制系统的显示部分，单片机通过控制其内部的液晶点阵中晶格的亮与灭来实现字符的显示。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/txgc/386.html
