基于51单片机的指南针设计与制作.pdf

湖南商务职业技术学院毕业设计

目录

1产品功能分析1

1.1设计背景及内容1

1.2功能分析2

2方案设计2

2.1传感器方案论证与选择2

2.2单片机方案选择4

2.3系统框图4

3硬件电路设计5

3.1单片机最小系统5

3.2HMC5883L传感器模块6

3.3LCD1602液晶屏模块8

4软件设计11

4.1HMC5883L和单片机通信软件设计11

4.2LCD1602人机界面软件设计12

4.3系统总统软件设计13

5系统调试14

5.1KEILuVision5使用步骤14

5.2STC-ISP芯片烧录软件的使用16

6总结与体会18

参考资料20

附录1元件清单21

附录2电路原理图22

附录3PCB设计图23

附录4作品实物照24

附录5部分软件主程序代码25

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基于51单片机的指南针设计与制作

1产品功能分析

1.1设计背景及内容

指南针是一种导航工具，能够帮助人们识别地理方向。在户外活动、船舶

导航、军事领域等场景中，指南针具有重要的作用。基于51单片机的指南针设

计与制作可以通过利用单片机和磁传感器技术，实现一个简单的指南针。该设

计可以作为学习嵌入式系统设计和传感器应用的实践项目，同时也可以满足人

们对方向感知的需求。

电子指南针就是一块不会动的芯片，它能和其他的电子设备很好地连接。

它代替了以前的磁性指南针，被广泛使用。它有很多优点，比如精度高、非常

稳定等等。我们设计用的这块芯片是Honeywell公司的HMC5883L，它有一个名

字叫做各向异性磁阻(AMR)传感器芯片,霍尼韦尔HMC5883L是三轴磁传感器，可

以感应周围磁场的强度和方向。它有以下特点：HMC5883L能够同时测量X轴、

Y轴和Z轴方向上的磁场强度。通过这些测量值，可以计算出磁场的方向和强

度。HMC5883L的测量范围可配置，并且能够提供高分辨率的测量结果。这使得

它适用于对磁场进行精确测量的应用领域。HMC5883L采用了低功耗的设计，适

用于电池供电的应用。同时，它用电低，进一步降低了功耗。HMC5883L通过I2C

（Inter-IntegratedCircuit）接口与微控制器通信。同时，其低功耗和集成

度也使其易于集成到各种应用中。本设计详细阐述了电子指南针的运作原理以

及其相应的电路硬件和软件设计。同时，还提供了针对干扰的抗干扰设计方案，

并介绍了信号和数据处理的方法。

（1）设计的内容：

1）系统方案的选择及要求；

2）硬件电路组成以及使用方法；

3）硬、软件之间的调试。

（2）设计的要求及预期的成果：

1）准确性：指南针的测量结果应该能够准确反映当前的方位角度，具备较

高的精度和稳定性。

2）可靠性：设计的指南针应该能够稳定运行，并能适应不同的工作环境和

条件。

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3）用户友好性：操作简单、易于使用，用户可以直观地理解和操作指南针。

4）能耗优化：设计应该尽可能去降低能耗，减少外部电源的损耗。

5）实用性：指南针应该具备足够的实用性，可以满足用户在户外活动、导

航等场景中的实际需求。

1.2功能分析

使用LED数码管、LCD屏幕或OLED显示屏等设备来显示当前的方位角度，

让用户直观地了解自身所处的方向。

2方案设计

2.1传感器方案论证与选择

方案一:利用两轴磁传感器HMC1052

HMC1052是一种精密磁传感器，专门用于测量高精度的磁场强度和方向。