本文细致的探讨了电子指南针的组成部件。把单片机作为控制芯片，并且使用数字接口。它通过磁场的作用，将磁信号转变为所需要的电信号，然后通过数字的模拟转换和传输，形成微控制器能够处理的信号。将产生的信号在控制器的处理下，运用LCD把所得到的结果呈现出来。微控制处理器系统是电子指南针的处理系统，理解和运用其基本的工作原理，能让我们研究更为复杂的嵌入式系统，尤其是磁传感器的运用。论文网

2 系统总体方案设计

2。1 系统总体框图

本文中磁场强度的采集是通过磁阻传感器来实现的，然后将所得到的信号通过系统转变成数字量，将这些数字量通过编译显示于显示器上。

电子指南针的主要构成部件有磁阻传感器、辅助扩展电路、单片机控制器、键盘、显示模块、磁场测量用的转换芯片和电源[1] ，系统结构如图2。1所示。

图2。1  系统框图

用于尺寸丈量的磁场和磁场转变而成的电流改变整个系统中的磁阻，特殊的磁场芯片主要功能就是负责记录磁阻传感器的电流变化，将变化的电流量通过数字化处理运用SPI总线传输到控制器端口。通过微控制器把得到的数字量磁场大小，运用归一化的方法处理，并将得到的结果显示在LCD上。与此同时，微控制器也可以通过键盘进行操控。这个系统运用实时时钟和其它的辅助电路，让所有的功能得到了加强，使其具有更高的利用价值。

    电子指南针包含如下功能：

精确地显示所指的方向。

能够通过按键对指南针进行更多功能上的操控。

可将测量到的方向数据上传到PC上。

可以显示实时时间，更便于应用。

2。2 信号采集处理的原理         

通过这个部分完成地磁场的精确测量，A/D的转化以及将得到的数据进行封包处理。整个处理过程如图2。2所示。

图2。2前端采集器

    整个系统前端采用磁阻传感器进行数据的测量，历史上的丈量方式都是运用磁感线圈进行操作，在测量前需要微弱的磁场，又因为在赤道0。29至0。40高斯量之间的地平面的磁场强度，两端处都偏大。在这样的微弱磁场强度环境中，以前采用的电感线圈丈量法不是很容易操作，这样就大大增加了操作难度。本设计使用了磁阻传感器来进行磁场强度的丈量，这种方法是普通电感线圈的丈量法。磁阻传感器的基本工作原理是基于电场和磁场。将电流释放在铁磁合金的的薄带方向上，如果再在电流的垂直方向上施加一定的磁场，在铁磁材料中就会发生非均匀异质现象，这样就会导致材料的电阻值发生改变。

磁阻效应能够转变成电流磁场，并能随之而变化，经过模数转换就能够得到与之相对应的数字信号。这一部分主要有ADC测量芯片来完成。此次设计采用PNI11096型号的磁场测量ASIC，这个芯片能够同时对X,Y,Z三轴进行磁场强度的丈量。这样就能够利用Z轴进行倾斜校正，能够大大增加丈量的精度。在设计中，最重要的就是对指南针模块程序的数据处理方式，这是和精度直接相关的。在没有进行数据处理之前，从PNI11096所得到的数据读取只能够间接的反应水平面磁场的分布，用过均匀的旋转模块就能够获得地磁场的场强分布情况。方向的不同，其分布状况也是不同的，可以运用归一法，就能够归纳成一个标准的圆，能够让各个方向上都能够得到均匀的磁场强度。这能既能够增加测量的精度，又能够让计算更加便利。

当首次使用时，一定要先纠正指南针内部的模块，当系统上电后，把模块内部的ADJUST引脚通过拉低的方式从而就能够得到校正。最主要校正的系数就是当地磁偏角。在把磁场强度归一化后，通过对X,Y轴的场强进行计算就能够得到和正东方的夹角，具体情况如图2。3所示。文献综述