数字寻北仪毕业论文

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1、数字寻北仪毕业论文目录1引言12概述22.1数字寻北仪系统概况22.2本设计方案思路22.3研发方向和技术关键22.4主要技术指标33方案选择与论证43.1处理器选择43.2磁电传感器模块53.3ADC模块53.4步进电机模块63.5步进电机驱动模块63.6温度传感器及时钟芯片模块63.7显示模块63.8供电模块73.9最終方案和系统原理框图74硬件设计84.1微控制器模块的设计84.1.1概述84.1.2ATmega16单片机简介84.2磁阻传感器模块的设计94.2.1磁阻传感器HMC105294.2.2HMC1052的放大电路104.2.3HMC1052的设置/复位电路10

2、4.3ADC模块的设计114.3.1ATmega16内部AD简介114.3.2ADC外围电路设计114.4电机及驱动模块124.4.1步进电机124.4.2步进电机细分驱动器TA8435134.5温度传感模块154.5.1温度传感器DS18B20简介154.5.2DS18B20工作原理154.6时钟模块174.6.1时钟接口概述174.6.2DS1302简介174.7键盘接口电路设计194.8显示模块194.8.1液晶显示器简介194.8.2液晶显示器使用说明204.9电源模块224.10硬件电路的布线与焊接225软件设计235.1主程序流程图235.2寻北子程序流程图245.

3、3日历程序流程图255.4温度测量程序流程图265.5液晶显示流程图276制作与调试286.1硬件电路的布线与焊接286.1.1总体特点286.1.2电路划分286.1.3焊接286.2调试287结论29参考文献31附录321引言近年来，寻北仪在军事和民用方面得到了广泛的应用，引起了业内人士的极大关注。寻北仪能在静止状态下快速地测量出载体纵轴与地理真北的夹角，即初始方位角，它不仅广泛应用于火炮、坦克、汽车等载体中，而且还能为隧道、矿山等地下作业提供方位基准。目前，寻北技术可以分为两类:惯性寻北技术和磁电寻北技术。惯性寻北常用陀罗仪作为传感器，而磁电寻北技术主要使用磁电式传感器。

4、惯性寻北技术是惯性技术领域的重要组成部分，是现代信息化战争中确保武器系统快速、机动、精确打击的重要保障技术之一。因此，国际上众多发达国家均在发展高性能战略、战术武器的同时，也投入大量人力、物力研制开发高精度、快速寻北系统。无论气浮、液浮、光纤、还是磁悬浮陀螺寻北仪，都可全天候可靠地工作，不受外部环境如地球磁场、地形、气候的影响；都可在没有任何外部方位信息情况下实现自主寻北功能，测出当地地理北向。磁电寻北技术是依靠地磁场的分布来确定方位的，相比之下磁电式寻北仪精度不如惯性寻北仪高，但磁电式传感器具有体积小、功耗低、易于安装，且温度特性好、实时性和抗干扰能力强、误差不随时间积累等特

5、点，因此在车辆航位推算系统中采用磁电式传感器具有较高的性价比。惯性寻北仪虽然寻北精度高，但价格昂贵、体积大、对环境要求高(如要求载体静止、无振动)、且误差随时间积累，因此不适合于要求低成本的车辆导航。进入2l世纪后，寻北仪在军事上的需求越来越迫切，在隧道施工、矿山开采、大地测量、资源勘测等民用工程中也越来越显示出广阔的应用前景。而随着光学等固体陀螺的问世和技术上的日益完善，快速反应，高精度要求，恶劣环境中的可靠性工作的新型寻北仪已经相继问世，尤其与GPS等高技术相融合的寻北仪将会进一步地改善寻北仪的性能。本次设计的数字寻北仪是基于磁阻传感器HMC1052的磁电式寻北仪，具有自动

6、寻北功能，通过步进电机旋转来指示磁北方向，并能够显示步进电机转过的角度，寻北时间短，寻北精度较高（<1°），体积小等特点，因此具有较高的性价比。512概述2.1数字寻北仪系统概况数字寻北仪是一种重要的导航工具，已广泛应用于航空、航海、机器人和车辆导航等领域。一般在飞机和航海导航系统中使用的惯性导航系统，由于价格昂贵、结构复杂、导航误差随时间累计等原因而不适合车载使用；传统定位装置如罗盘，虽然价格便宜，但不能工作于像行驶的汽车这种不稳定的环境中。另外，传统罗盘不能够电子输出，其信号不能集成到汽车的控制系统中，给实现基于精确导航的智能交通带来了不便。当今，GPS(GlobePosi

7、tioningSystem)全球定位系统已日趋成熟，作为一种全新的导航方式在军用及民用领域都发挥着巨大作用。但是GPS也有其局限性，如存在定位死区，有累计误差，对静止物体无法直接定向等。同时相对于GPS，具有还具有结构简单，成本低，可靠性高等优点。所以即便在GPS越来越普及的今天，数字寻北仪仍然在诸多领域有着广泛的应用。2.2本设计方案思路本系统利用磁阻传感器指向磁北时其阻值为极值的特性设计一数字寻北仪器，具体为将磁阻传感器固定在步进电机转盘上，一边旋转电机一边测量阻值，直到阻值最大为止，传