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1 总体方案设计..........................................................................................................................2 1.1 电子罗盘测量基本原理...............................................................................................2
1.2 课题分析.......................................................................................................................2 1.3 系统方案论证...............................................................................................................3 1.3.1 数据采集模块....................................................................................................3 1.3.2主机控制模块.......................................................................................................3 1.3.3 结果显示模块......................................................................................................4 2 硬件电路设计..........................................................................................................................5
2.1 单片机系统....................................................................................................................5 2.2按键电路........................................................................................................................6 2.3 GY—26模块电路2.3 GY—26模块电路....................................................................6 2.4液晶显示模块电路........................................................................................................7 3 软件设计..................................................................................................................................8
3.1主程序设计.......................................................................................................................8 3.2 GY-26模块程序设计.......................................................................................................9 4 调试分析................................................................................................................................10 4.1硬件调试...................................................................................................................10 4.2 软件调试..................................................................................................................11 5 结论及进一步设想................................................................................................................11
参考文献......................................................................................................................................11 课设体会......................................................................................................................................13 附录1 电路原理图...................................................................................................................14 附录2 程序清单.......................................................................................................................15
沈阳航空航天大学课程设计论文 数字罗盘设计
数字罗盘的设计
王某某 沈阳航空航天大学自动化学院
摘要：本文设计了一种基于单片机控制的精确定向数字罗盘系统。使用GY—26罗盘模块作为传感器，并详细介绍了其测向原理。系统采用8位STC89C52单片机作为主控芯片，LCD1602液晶显示作为主输出设备，外加几个按键进行人机交互式操作。设定以正北方向为0 o的一周。单片机获取传感器信息，经过分析后通过液晶屏显示模块箭头所指的正前方与地理北极的夹角，角度以顺时针方向累加，实现0—360以0.1度的精度显示。由按键控制模块进行校准或者是恢复出厂设置，由程序设定磁补偿角度的大小。该系统低功耗体积小，反应时间短，抗干扰能力强，便于携带，适用于各种应用场合。 关键词：STC89C52单片机 ；GY—26模块 ；LCD1602液晶显示；磁补偿
0 前言
现在应用最为广泛的导航仪器主要有两种：陀螺仪和磁罗盘。能对地磁场测量偏离角度的仪器叫做磁罗盘。我国古代的四大发明之一指南针就是一个简易的磁罗盘，它对整个人类社会发展做出了巨大贡献，直到现在依然具有深远的意义。到 20 世纪初，随着工业的发展，罗盘制造工艺也得到了飞速的发展，材料的选择和机械制造使得罗盘的性能有了显著地提高。尤其是是机械式磁罗盘，现在某些情况下依然使用机械式磁罗盘 。到了20世纪末，陀螺罗盘的问世，对于罗盘导航又是一场革命。罗盘感应着地球的自转，磁性物质对其几乎没有影响。使得陀螺罗盘的标度盘非常稳定，读取数据更加精确。当代GPS虽然有广泛的应用，但是信号经常被物体所遮挡，使其精度大打折扣。有效性也大大降低。据有关资料统计，在高楼林立城区和植被茂密的林区，GPS信号的有效性仅为60%。并且在静止的情况下，GPS也无法给出航向信息。因此迫切需要研究出一种低功耗，便于携带，内置磁场感应器，系统稳定，并且能完成精确定向的微系统，而本课题设计就是研究出一个数字电子罗盘，采用地磁场的工作原理，由于地磁大小和方向随地点不同而不同,无论何时何地磁场的水平分量都严格的指向地磁北极，所以环境适应性好，可以对GPS信号进行有效补偿，保证导航定向信息100%有效，即使是在GPS信号失锁后也能正常工作，做到“丢星不丢向”。
本设计系统基于单片机开发平台，选取GY-26型号的平面数字罗盘模块，使用以51为内核的超低功耗控制器STC89C52RC单片机作为控制系统，设计出低功耗数字罗盘系统，实现角度实时显示的软硬件设计方法。
未来科技发展更加快速，相对磁场技术也会越来成熟，电子罗盘系统将朝着先进性、经济性、实用性、功能型的成熟完善的系统而发展！
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