STC89C52单片机电子指南针设计(2)

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图2-3 STC89C52单片机 3

图2-4 测量原理分析图 4

图2-5 总体方案设计图 4

图3-1 单片机最小系统 6

图3-2 时钟电路 7

图3-3 复位电路 7

图3-4 HMC5883L内部示意图 8

图3-5 传感器连线展示图 10

图3-6 LCD1602引脚图 10

图3-7 RAM地址映射图 11

图3-8 读操作时序 11

图3-9 写操作时序 11

图3-10 LCD1602模块连线图 12

图4-1 传感器模块与单片机通信流程图 13

图4-2 液晶屏人机界面流程图 14

图4-3 系统软件总体设计流程图 15

图5-1 指南针指东误差图 16

图5-2 指南针指西误差图 16

图5-3 指南针指南误差图 17

图5-4 指南针指北误差图 18

表清单

表序号表名称页码

表3-1 HMC5883L引脚配置表 9

1 引言

指南针又名司南，是一种拥有悠久历史的指向工具。最早它用来帮助人们分辨方向，后来逐步应用到航海领域上，并随着海上航行被传播到世界各地广泛使用。现今社会单一的指南针已经不再常见，但是它被融入到社会常见的导航工具上并逐步应用于地形测量，方向导航等领域继续为人类做着贡献。

随着科学的进步，人们对指南针的原理有了更进一步的探索与研究，越来越多的人尝试从功能和外形上对指南针进行改进，由最初时的司南发展为更为便于携带的指南针。虽然外形发生了变化，但是指南针的基本构造并没有改变，都是由指针作为主要构成部分，其原理就是将磁针固定在一个支撑点上使其受到磁场的作用而产生旋转并最终指向北方。也正是因为基本构造没有改变，尽管指南针更为便携但是灵敏度和精度仍然不够高而且使用寿命也受到机械自身因素的限制。为了克服这些缺点以及电子技术的不断发展更新，逐渐出现了使用磁传感器构成的指南针，这从根本上改变了传统指南针的设计构成，这种利用专用处理器处理磁场测量的数据的指南针即为现在主流的电子指南针。

本次设计对电子指南针的各个功能部分进行了分析和研究。其中对磁场信号的采集使用的是HMC5883L磁阻传感器芯片，这是霍尼韦尔公司生产的在现阶段非常有代表性的一款集成度高、精度高的芯片，它自带的数字接口弱磁传感器和单片机匹配度很高，因为单片机接口也是数字信号的，两者可以无缝衔接，这两种技术的结合也使得电子指南针稳定性更强，功耗更低，精度更高。电子指南针作为一个单片机系统不再使用内部结构固定的磁针，而是使用人机界面来传达信息供人读取和使用，因此本次设计的硬件系统主要包括单片机最小系统、HMC5883L传感器和LCD。