简易电子指南针的设计与应用
引言...........................................................2
Abstract
Due to the rapid development of electronic technology at home and abroad, especially in the electromagnetic sensor and the realization of the basic mechanism of special chip (ASIC) development, makes the compass qualitative change, which is currently widely used electronic compass. Solid-state components used in the electronic compass, can use a simple way to connect to other electronic system, completed the development of new products. Electronic compass has small volume, high precision and good stability. In the field of industrial, military and life, due to its advantages, wide application, it can replace the compass pointer. Electronic compass system is a typical MCU system, this topic will be collect *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
ed for imported chips and its associated magnetic sensor signal is more advantageous to study implementation mechanism of magnetic field sensor system, its working principle and signal processing research, design a simple electronic compass. First introduced the overall design scheme of electronic compass, then for software and hardware respectively, finally introduces the application of electronic compass in real life.
Keywords: electronic compass; circuit; module
引言
指南针是用来确定方向的简单工具。指南针是中国古代四大发明司南的前身。针指向地理北极，利用这个功能的好处是可以辨别方向。
随着人们更深入地了解指南针，指南针也从以前笨重的“伊恩”转变到今天的便携式指南针。虽然外形发生了翻天覆地的变化，但是它基本的结构没有改变，它是机械指针的，使得支撑是利用一个针头受的磁场变化可以自由旋转。因为指南针固有的机械因素导致了便携式指南针指针的灵敏度和精确度，并具有使用寿命限制。
?因为对电子指南针有着浓厚的兴趣，所以通过查阅相关的书籍，希望对电子指南针有一定的深入了解，本课题通过研究电子指南针的整体设计方案，然后针对软件和硬件分别进行理解。研究中发现，电子指南针在现实生活中的应用也非常广泛。
一、系统总体方案设计
该系统采用了磁阻（GMR）传感器收集的磁场强度，磁场强度，然后转化成数字量，然后微控制器这些数字处理，该过程的最终结果是将被显示。电子指南针系统由前端磁阻传感器，磁场测量专用转换芯片，单芯片控制器，辅助扩展电路，键盘，显示器组件模块和系统电源几部分组成，如图2.1所示的系统结构。
该系统还包括一个实时时钟和一些辅助电路，所述系统的功能，可以进一步延长，从而使电子指南针，具有更多的实用价值。
二、 硬件电路设计
（一）主控电路
本设计采用高速51内核单片机，DS89C450，高速8051架构，每个机器周期的时钟，33MHz的最高频率，单周期指令为30ns，双数据指针，内存访问模式的具体型号支持四页。片上闪存64KB，应用程序，系统的SRAM MOVX访问1KB通过串口编程。港口和8051系列兼容，8位I/ O端口，3个16位定时器，256字节暂存RAM。支持电源管理模式，可编程时钟分频器，自动硬件和软件退出低功耗。外设特性：两个全双工串行口，可编程看门狗定时器，13个中断源，5个中断优先级，掉电复位，电源失效中断和预警能减少电磁干扰。
与51单片机相比,DS89C450还具有一些增强的功能。 DS89C450的引脚分配如表3.1所示。
表3.1
磁阻式电子指南针的磁场传感器系统（MR）技术是最佳的解决方案，现在很多电子磁通门指南针传感器仍然在使用比较，MR技术不需要绕线圈的生产过程，可用于集成电路（IC-像工艺）生产，是一个更值得使用的解决方案。由于高灵敏度MR，它甚至比霍尔元件的应用程序更好。该方案采用了霍尼韦尔HMC5883L，他是一个表面的集成模块，和弱磁传感器芯片，具有低成本指南针使用的数字接口。 HMC5883L包括最先进的高分辨率HMC118X系列磁阻传感器，并与霍尼韦尔的专利集成电路包括放大器，偏置校准，精密指南针可以控制1°-2°12模拟转换器，简单的IIC接口，主要应用于手机，笔记本电脑，消费电子，汽车导航和个人导航系统。由于KMZ52的输出信号很微弱，故信号干扰较大。在输出幅值很小的位置上，通常有300mV左右且变化很大的干扰；而在输出幅值时则近似保持恒值。
从表中看出，主/从选择模式是通过直接访问的高，低，从基于模型的高模式决定。在本设计中，选择主模式下，P20-2端口作为SPI接口连接到的磁场强度采集模块的前面。
接口的LCD模块主要连接到P0口每端口P2，P0口是用来传输数据和地址，端口P2被用来控制LCD模块的操作。界面键的键盘和实时时钟模块主要是接在P1，实时时钟模块采用IIC总线接口，接到P1口1和2脚。用于传输脚的时钟信号，2脚用来传输数据信号。 P1口的剩余3-8英尺键的键盘输入。整个系统的控制是主要完成指南针模块读取和处理的数据和数据的处理结果通过控制人机界面显示器，键盘输入，同时监测以完成该操作的系统功能设置等。
LCD是繁忙的系统设备，它具有一个平行模式的数据传输速率的接口之一，每个模块占用相对小的，接口模块需要一个指南针SPI总线的形式。以确保及时液晶屏幕刷新。
DS89C450微控制器带有两个方向内部引线直接到串口使用，因为系统需要与PC （系统为PC ）进行数据通信接口电路，以便满足需要转换成RS -232标准的控制电路。
Abstract
Due to the rapid development of electronic technology at home and abroad, especially in the electromagnetic sensor and the realization of the basic mechanism of special chip (ASIC) development, makes the compass qualitative change, which is currently widely used electronic compass. Solid-state components used in the electronic compass, can use a simple way to connect to other electronic system, completed the development of new products. Electronic compass has small volume, high precision and good stability. In the field of industrial, military and life, due to its advantages, wide application, it can replace the compass pointer. Electronic compass system is a typical MCU system, this topic will be collect *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
ed for imported chips and its associated magnetic sensor signal is more advantageous to study implementation mechanism of magnetic field sensor system, its working principle and signal processing research, design a simple electronic compass. First introduced the overall design scheme of electronic compass, then for software and hardware respectively, finally introduces the application of electronic compass in real life.
Keywords: electronic compass; circuit; module
引言
指南针是用来确定方向的简单工具。指南针是中国古代四大发明司南的前身。针指向地理北极，利用这个功能的好处是可以辨别方向。
随着人们更深入地了解指南针，指南针也从以前笨重的“伊恩”转变到今天的便携式指南针。虽然外形发生了翻天覆地的变化，但是它基本的结构没有改变，它是机械指针的，使得支撑是利用一个针头受的磁场变化可以自由旋转。因为指南针固有的机械因素导致了便携式指南针指针的灵敏度和精确度，并具有使用寿命限制。
?因为对电子指南针有着浓厚的兴趣，所以通过查阅相关的书籍，希望对电子指南针有一定的深入了解，本课题通过研究电子指南针的整体设计方案，然后针对软件和硬件分别进行理解。研究中发现，电子指南针在现实生活中的应用也非常广泛。
一、系统总体方案设计
该系统采用了磁阻（GMR）传感器收集的磁场强度，磁场强度，然后转化成数字量，然后微控制器这些数字处理，该过程的最终结果是将被显示。电子指南针系统由前端磁阻传感器，磁场测量专用转换芯片，单芯片控制器，辅助扩展电路，键盘，显示器组件模块和系统电源几部分组成，如图2.1所示的系统结构。
该系统还包括一个实时时钟和一些辅助电路，所述系统的功能，可以进一步延长，从而使电子指南针，具有更多的实用价值。
二、 硬件电路设计
（一）主控电路
本设计采用高速51内核单片机，DS89C450，高速8051架构，每个机器周期的时钟，33MHz的最高频率，单周期指令为30ns，双数据指针，内存访问模式的具体型号支持四页。片上闪存64KB，应用程序，系统的SRAM MOVX访问1KB通过串口编程。港口和8051系列兼容，8位I/ O端口，3个16位定时器，256字节暂存RAM。支持电源管理模式，可编程时钟分频器，自动硬件和软件退出低功耗。外设特性：两个全双工串行口，可编程看门狗定时器，13个中断源，5个中断优先级，掉电复位，电源失效中断和预警能减少电磁干扰。
与51单片机相比,DS89C450还具有一些增强的功能。 DS89C450的引脚分配如表3.1所示。
表3.1
磁阻式电子指南针的磁场传感器系统（MR）技术是最佳的解决方案，现在很多电子磁通门指南针传感器仍然在使用比较，MR技术不需要绕线圈的生产过程，可用于集成电路（IC-像工艺）生产，是一个更值得使用的解决方案。由于高灵敏度MR，它甚至比霍尔元件的应用程序更好。该方案采用了霍尼韦尔HMC5883L，他是一个表面的集成模块，和弱磁传感器芯片，具有低成本指南针使用的数字接口。 HMC5883L包括最先进的高分辨率HMC118X系列磁阻传感器，并与霍尼韦尔的专利集成电路包括放大器，偏置校准，精密指南针可以控制1°-2°12模拟转换器，简单的IIC接口，主要应用于手机，笔记本电脑，消费电子，汽车导航和个人导航系统。由于KMZ52的输出信号很微弱，故信号干扰较大。在输出幅值
从表中看出，主/从选择模式是通过直接访问的高，低，从基于模型的高模式决定。在本设计中，选择主模式下，P20-2端口作为SPI接口连接到的磁场强度采集模块的前面。
接口的LCD模块主要连接到P0口每端口P2，P0口是用来传输数据和地址，端口P2被用来控制LCD模块的操作。界面键的键盘和实时时钟模块主要是接在P1，实时时钟模块采用IIC总线接口，接到P1口1和2脚。用于传输脚的时钟信号，2脚用来传输数据信号。 P1口的剩余3-8英尺键的键盘输入。整个系统的控制是主要完成指南针模块读取和处理的数据和数据的处理结果通过控制人机界面显示器，键盘输入，同时监测以完成该操作的系统功能设置等。
LCD是繁忙的系统设备，它具有一个平行模式的数据传输速率的接口之一，每个模块占用相对小的，接口模块需要一个指南针SPI总线的形式。以确保及时液晶屏幕刷新。
DS89C450微控制器带有两个方向内部引线直接到串口使用，因为系统需要与PC （系统为PC ）进行数据通信接口电路，以便满足需要转换成RS -232标准的控制电路。
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