周立功單片機(jī)關(guān)于電子指南針解決方案

概述

指南針是一個(gè)重要的導(dǎo)航工具，甚至在GPS中也會(huì)用到。電子指南針將替代舊的針式指南針或羅盤指南針，因?yàn)殡娮又改厢樔捎霉虘B(tài)的元件，還可以簡(jiǎn)單地和其他電子系統(tǒng)接口。

電子指南針系統(tǒng)中磁場(chǎng)傳感器的磁阻（MR）技術(shù)是最佳的解決方法，和現(xiàn)在很多電子指南針還在使用的磁通量閘門傳感器相比較，MR技術(shù)不需要繞線圈而且可以用IC生產(chǎn)過程（IC-like process）生產(chǎn)，是一個(gè)更值得使用的解決方案。由于MR有高靈敏度，它甚至比這個(gè)應(yīng)用范圍中的霍爾元件更好。

PHILIPS半導(dǎo)體的KMZ52是一個(gè)兩維磁場(chǎng)傳感器，它是使用磁阻的作用以及其靈敏度和線性來測(cè)量微弱的地球磁場(chǎng)，且集成了置位／復(fù)位功能以及補(bǔ)償線圈，這些線圈可以用翻轉(zhuǎn)（flipping）技術(shù)消除偏移，用電磁反饋技術(shù)消除溫度的敏感漂移。

參考照片

電子指南針演示板

電子指南針演示板，除了LCD顯示和開關(guān)外，整板都使用表面貼裝技術(shù)。它具有磁場(chǎng)的測(cè)量、機(jī)首方向計(jì)算、傳感器偏移補(bǔ)償、磁場(chǎng)干涉的補(bǔ)償、正北校準(zhǔn)等系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其微控制器為飛利蒲的87LPC769自帶8位的ADC和DAC轉(zhuǎn)換器。其技術(shù)數(shù)據(jù)如下：
·尺寸 90mm×73mm×40mm；
·電壓 6V；
·電流 30mA；
·磁場(chǎng)測(cè)量范圍 50A/m；
·機(jī)首方向顯示分辨率 2°；
·機(jī)首方向精度 3° 。

指南針模塊

指南針模塊完成了復(fù)雜的指南針原理性邏輯控制和數(shù)學(xué)運(yùn)算，可用于二次開發(fā)，它有如下特征：
·尺寸（47mm×30mm）小，可嵌入用戶產(chǎn)品中；
·DC 12V供電,電流消耗：30mA/12V；
·同時(shí)提供RS232接口和I2C接口；
·具有正北校正．硬鐵補(bǔ)償．非正交補(bǔ)償功能；
·提供完整的接口協(xié)議和接口函數(shù)庫(kù)；
·另可提供PC機(jī)演示程序，在濾波方式下，分辨率可達(dá)10。

應(yīng)用領(lǐng)域

·手持式指南針；
·汽車中獨(dú)立的指南針；
·移動(dòng)電話中的指南針。

要在上面這些領(lǐng)域中使用，以下的條件非常重要：

系統(tǒng)中的所有元件都是標(biāo)準(zhǔn)的低成本元件；特別是微控制器，也應(yīng)當(dāng)是一個(gè)8位的低成本元件，
而且要有盡量多的在片外部模塊（如A/D和D/A轉(zhuǎn)換器）；
可顯示以下信息：
以數(shù)字或圖形顯示機(jī)首方向；
以最臨近方位文字顯示機(jī)首方向。
精度小于3°（用8位的模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換），可根據(jù)客戶要求提高精度；
能補(bǔ)償指南針的外殼或車體產(chǎn)生的“硬鐵”干涉效應(yīng)；
指南針的讀數(shù)可參考地理上的北正北。