基于51单片机语音电子罗盘.ppt

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1、基于51单片机语音电子罗盘周乐概述电子罗盘，又称数字罗盘，在现代技术条件中电子罗盘作为导航仪器或姿态传感器已被广泛应用。电子罗盘与传统指针式和平衡架结构罗盘相比能耗低、体积小、重量轻、精度高、可微型化，其输出信号通过处理可以实现数码显示，不仅可以用来指向，其数字信号可直接送到自动舵，控制船舶的操纵。目前，广为使用的是三轴捷联磁阻式数字磁罗盘，这种罗盘具有抗摇动和抗振性、航向精度较高、对干扰场有电子补偿、可以集成到控制回路中进行数据链接等优点，因而广泛应用于航空、航天、机器人、航海、车辆自主导航等领域。虽然GPS在导航、定位、测速、定向方

2、面有着广泛的应用，但由于其信号常被地形、地物遮挡，导致精度大大降低，甚至不能使用。尤其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。为弥补这一不足，可以采用组合导航定向的方法。电子罗盘产品正是为满足用户的此类需求而设计的。它可以对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”。当然，随着GPS技术的发展，采用双GPS接收机作为卫星信号传感器，利用载波测量技术和快速求解模糊度技术，精确计算出运动载体的方位角，同时可

3、以输出俯仰角、位置、速度以及UTC等信息也可以实现静止状态给出航向信息。目前市场典型XW-SC3600/3660定位定向系统，克服陀螺寻北的成本高、动态差和磁罗盘精度低、响应慢等缺点。硬件总体框图设计数字电子罗盘3大模块分别是：传感器模块、数据采集模块和MCU模块。需要硬件有：磁阻传感器、双轴加速度传感器、AD转换器以及单片机的磁阻式电子罗盘。采用三轴磁阻传感器进行地球磁场矢量测量，双轴加速传感器可以传感地球重力场中测量载体的姿态，然后通过姿态坐标变换将磁阻传感器得到载体坐标的测量信号变换到地平坐标系。其磁阻式传感器HMC5883包含输

4、出为3路的差分模拟电压值，差分值大约为几毫伏，信号经过传感器内置的ASIC放大器把信号进行放大，再进行模数转换器进行放大和模数转换；再由有单片机处理数字信号，经由处理后得到航向角由显示屏来显示；复位电路用于恢复磁阻传感器在强磁干扰后的灵敏度；电源模块分别为复位电路和信号处理电路供电；此外专门添设了键盘调节数码管亮度的功能，使得操作员可以在环境光线强时将数码管调亮些，在夜间环境光线弱时将亮度调暗系统主控系统的选择方案一：工控机。工控机拥有计算机的软件资源，使软件开发、程序编写更加容易，设计的工作界面更加完美；工控机都是标准接口，通讯与连接

5、方便快捷；工控机稳定性强、抗干扰，唯一缺点就是价格比较贵。在不大控制系统中，一般选已经成型的工控机。方案二：PLC是综合继电器逻辑控制和计算机技术而研发出的控制器。其优点有：稳定性好，编程简单，模块可以随意组合，功能齐全，通常用在要求高稳定性的情况。如果增加模拟量输入输出的功能，价格更贵。比一般的单片机要贵！方案三：单片机。单片机是一种微型的控制器，是一个完整控制体系。单片机主要优点有：控制功能强大、稳定性好、价格便宜，在各行各业应用都很普遍，单片机推动了各行业发展，使工业控制更加先进电子技术不断更新，单片机的功能越来越多。那些功能有A

6、/D、D/A转换、PCA等等。控制系统应用更加方便。单片机具体特点有：[8](1)稳定性强。抗工业噪声干扰性好，工艺好，把表格固化在ROM中；一个芯片内有多种信号通道，使其，稳定性强，更加可靠。(2)扩展方便。片内的部件足够时CPU运行的。而且片外提供大量的可扩展的三总线，容易搭建各种规模系统。(3)可控性强。工业控制要求控制系统指令丰富，有各种指令，其中包括转移指令、I/O口操作指令、位处理指令等。并不强制添置下程序，需要的应用程序由用户自己决定。(4)价格便宜，易而且容易开发，技术不断更新，控制系统的造价越来越低提供了；另外，单片机

7、的应用案例非常的多，同时可以看到很多程序，并且许多模块程序相同。综上所述，单片机控制能力在工控机和PLC之间，价格是最便宜，而且小巧，低功耗等优点。磁阻式传感器的控制系统中，采用单片机作为控制器的核心满足了本系统的实际需要。性价比最优，所以选用单片机。