μVISION高精度三维磁场测量电路设计与实现+源代码(2)
4.3.2 可视化输出 26
4.4 下位机与上位机之间的通信协议 27
5 软件模拟仿真调试 27
5.1 仿真平台概述 27
5.2 下位机仿真调试 28
5.2.1 下位机模拟信号的输入 28
5.2.2 下位机采样周期的调试 30 本科毕业设计说明书（论文） 第 Ⅰ 页 共 Ⅰ 页
5.2.3 下位机与串口调试软件间的通信 31
5.3 上位机仿真调试 33
5.3.1 上位机的仿真过程 33
5.3.2 上位机的仿真结果分析 33
结论 37
致谢 38
参考文献39
附录A 下位机程序 41
附录B 上位机程序 46
1 引言
1．1 课题的研究背景与意义
磁场测量技术是研究与磁现象有关物理现象的重要手段，其涉及如地球物理、天
体物理、高能物理以及生物科学等许多的技术领域，逐渐形成为一门独立的科学。当
今世界，各行各业中均运用到磁场的知识，而对磁场进行有效的测量则是磁场利用的
基础。
早在2300年前，我国发明的指南针就是世界上最早的磁场测量仪。公元十二世纪
初，我国己把指南针用于航海事业。我国宋代的杰出科学家沈括，在1086年编写的《梦
溪笔谈》中就有关于地磁偏角的记载，比1492年意大利人哥伦布横渡大西洋时发现的
这一现象要早四百多年。
十优尔世纪末期，人们开始应用磁针来研究磁现象和测定地磁场。1785年库仑根据
力学原理提出了利用磁针在磁场中自由振荡周期来测定地场的方法。后来高斯又发展
了这种方法，并制成了研究地磁变动的第一个标准磁针仪器[1]
。
1831年英国科学家法拉第发现了电磁感应定律，促进了电工技术的迅速发展。法
拉第的发现把磁现象和电现象联系起来了，它既对磁场测量提出了迫切要求，又为磁
场测量奠定了理论基础。
20世纪30年代初，出现了利用磁性材料自身磁饱和特性的磁通门磁强计，它广泛
用于地球物理、军事工程、机械工业等领域。例如，最初利用磁通门磁强计来测量地
球磁场的微变和勘探铁矿，后来又大量用于军事探潜和侦察武器等，近年来更广泛用
于控制火箭和人造卫星的姿态以及探测空间磁场、检测磁屏蔽的效果等。
20世纪50年代以来，随着电子技术、半导体技术的大力发展，大大促进了磁探测
技术的飞速发展。
当前，磁场测量技术己经深入到工业、农业、生物、医学、地质、宇航等各个领
域，磁场测量作为一门学科，不但己自成体系，并且和某些学科相结合而形成一些边
缘科学。加拿大采用磁通门技术实现并建立了全国地磁网；军事上舰艇的消磁、鱼雷
的制导和卫星测距等都需要用到弱磁场技术；高精度的测磁仪器是地面磁法探矿的主
要设备；工程上也可以通过对一些材料作非破坏性检测，进而检测其内部的缺陷；现
代弱磁技术在生物工程和医疗器械方面更是有重要的应用，如：核磁共振 CT、肺磁
诊断仪、胃磁诊断仪等。弱磁场检测技术是当今高新技术的一个热点，它的发展前景
广阔[2]。
1．2 课题领域研究的国内外现状
1．3 本论文的主要内容
本文详细地介绍了磁场电路的设计的具体的过程，包括磁探测传感器，A/D元件，