專利名稱：一種基于avr單片機(jī)的數(shù)字電子羅盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種艦船用數(shù)字電子羅盤，屬于航海設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來，隨著造船業(yè)的發(fā)展，航海設(shè)備制造領(lǐng)域亟待發(fā)展，而羅盤是航海設(shè)備中重要組成部分，艦船主要安裝了陀螺羅經(jīng)，與電子羅盤相比，陀螺羅經(jīng)雖然具有穩(wěn)定的指向、 受環(huán)境干擾小等優(yōu)點(diǎn)，但是陀螺羅經(jīng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜易出故障，維修費(fèi)用昂貴。所以通常情況下， 雖然安裝了陀螺羅經(jīng)，仍需安裝電子羅盤，以預(yù)防陀螺羅經(jīng)一旦發(fā)生故障，仍可依據(jù)電子羅盤繼續(xù)航行。傳統(tǒng)的電子羅盤有磁通門式電子羅盤，其體積和功耗比較大并且處理電路也相對(duì)復(fù)雜，成本高；還有霍爾效應(yīng)式電子羅盤，因其測(cè)量原理所致，測(cè)量精度不高，此外，目前的電子羅盤大多留出RS232或RS485通訊口且沒有本地顯示功能，大大降低通訊可靠性和直觀性，進(jìn)而影響整船的自動(dòng)化水平。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有方案的不足，提供了一種新的基于AVR單片機(jī)的磁阻式電子羅盤并且可通過CAN通訊接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下數(shù)字電子羅盤包括電源模塊、磁阻式傳感器、置位/復(fù)位電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)、數(shù)碼顯示模塊、按鍵和CAN總線通訊模塊。磁阻傳感器經(jīng)過偏置電橋，把差分信號(hào)送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)的SPI 口相連，單片機(jī)通過SPI總線設(shè)置放大增益并讀取模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)值，四位LED數(shù)碼管與單片機(jī)I/O引腳相連，動(dòng)態(tài)直觀顯示單片機(jī)處理出的方位角度值，CAN總線通訊模塊與單片機(jī)I/O引腳相連，該通訊模塊能使電子羅盤將方位數(shù)值傳遞給計(jì)算機(jī)、雷達(dá)、ARPA以及電子海圖系統(tǒng)并一起構(gòu)成磁導(dǎo)航系統(tǒng)，單片機(jī)2個(gè)I/O引腳控制置位/復(fù)位電路，用于磁阻傳感器的置位/復(fù)位，按鍵部分與單片機(jī)I/O引腳相連， 進(jìn)行羅盤的初期調(diào)試及LED數(shù)碼管亮度的調(diào)節(jié)，電源模塊部分進(jìn)行電壓的變換及給電子羅盤供電。本實(shí)用新型的技術(shù)效果是實(shí)現(xiàn)了平面內(nèi)0 359. 9度范圍內(nèi)的方位角度值的測(cè)量、本地?cái)?shù)字顯示及通過CAN總線接口的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳，設(shè)計(jì)合理，使用方便，測(cè)量精度及穩(wěn)定性好。

附圖是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理示意框圖。圖中，1.電源模塊，2.磁阻傳感器，3.模數(shù)轉(zhuǎn)換器，4.單片機(jī)，5. LED顯示模塊， 6. CAN總線通訊模塊，7.按鍵，8.置位/復(fù)位電路。
具體實(shí)施方式
[0009]如附圖所示，一種基于AVR單片機(jī)的數(shù)字電子羅盤包括電源模塊⑴、磁阻傳感器 HMC1022(2)、AD7705 模數(shù)轉(zhuǎn)換器(3)、AVR megal28 單片機(jī)(4)、4 位 LED 數(shù)碼顯示⑶、CAN 總線通訊模塊(6)、按鍵部分(7)和磁阻式傳感器置位/復(fù)位電路(8)。所述電源模塊(1)將艦船上不標(biāo)準(zhǔn)的+24V直流電源經(jīng)過隔離穩(wěn)壓模塊轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的5V電源，供電子羅盤供電使用，HMC1022磁阻傳感器( 用來檢測(cè)地磁場(chǎng)，其輸出為兩路的差分模擬電壓值，差分值約為幾毫伏，信號(hào)經(jīng)過AD7705模數(shù)轉(zhuǎn)換器C3)進(jìn)行放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換，AD7705是ADI公司的16位A/D轉(zhuǎn)換器，由于單片機(jī)只能處理數(shù)字信號(hào)，所以要將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，考慮到系統(tǒng)精度方面的要求，所以選用的16位的A/D轉(zhuǎn)換器， AD7705還有另一方面的原因，那就是AD7705內(nèi)部集成增益可編程放大器組成的前端模擬調(diào)節(jié)電路，應(yīng)用此器件省去了復(fù)雜的硬件設(shè)計(jì)，同時(shí)也減少了信號(hào)的損失。用AVR megal28 單片機(jī)的SPI 口讀取A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)值，經(jīng)由megaUS單片機(jī)(4)處理后得到航向角由四位數(shù)碼管(5)來實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示，同時(shí)可通過CAN總線通訊模塊(6)發(fā)送出去，傳遞給計(jì)算機(jī)、雷達(dá)、ARPA以及電子海圖系統(tǒng)并一起構(gòu)成磁導(dǎo)航系統(tǒng)。所述復(fù)位/置位電路⑶用AVR megal28單片機(jī)(4)的兩個(gè)I/O引腳進(jìn)行控制， 用于恢復(fù)磁阻傳感器( 在強(qiáng)磁干擾后的靈敏度；為了更加人性化的使用設(shè)備，專門添設(shè)了鍵盤部分(7)用于調(diào)試階段和調(diào)節(jié)數(shù)碼管亮度，使得操作員可以在環(huán)境光線強(qiáng)時(shí)將數(shù)碼管調(diào)亮些，在夜間環(huán)境光線弱時(shí)將亮度調(diào)暗，按鍵部分(7)由單片機(jī)(4)的I/O引腳控制。
權(quán)利要求1. 一種基于AVR單片機(jī)的數(shù)字電子羅盤，包括電源模塊、置位/復(fù)位電路、磁阻傳感器、 模數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)、數(shù)碼顯示模塊、按鍵和CAN總線通訊模塊，其特征是磁阻傳感器把差分信號(hào)送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器，單片機(jī)與模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連并讀取其值，處理出的方位角度值由LED 數(shù)碼管顯示，CAN通訊模塊與單片機(jī)I/O引腳相連，其方位角度值傳遞給計(jì)算機(jī)、雷達(dá)、ARPA 以及電子海圖系統(tǒng)并一起構(gòu)成磁導(dǎo)航系統(tǒng)，置位/復(fù)位電路用于磁阻傳感器的置位/復(fù)位， 按鍵部分進(jìn)行羅盤的調(diào)試及數(shù)碼管亮度的調(diào)節(jié)，電源模塊進(jìn)行電壓的變換及為羅盤供電。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種基于AVR單片機(jī)的數(shù)字電子羅盤，屬于艦船導(dǎo)航設(shè)備。該電子羅盤包括電源模塊、置位/復(fù)位電路、磁阻傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)、數(shù)碼顯示模塊、按鍵和CAN通訊模塊。其特征是磁阻傳感器把差分信號(hào)送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器，單片機(jī)與模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連并讀取其值，處理出的方位角度值由LED數(shù)碼管顯示，CAN通訊模塊與單片機(jī)I/O引腳相連，其將方位角度值傳遞給計(jì)算機(jī)、雷達(dá)、ARPA以及電子海圖系統(tǒng)等設(shè)備并一起構(gòu)成磁導(dǎo)航系統(tǒng)，置位/復(fù)位電路用于磁阻傳感器的置位/復(fù)位，按鍵部分進(jìn)行羅盤的調(diào)試及數(shù)碼管亮度的調(diào)節(jié)，電源模塊進(jìn)行電壓的變換及為羅盤供電。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了艦船方位角度值的測(cè)量、本地?cái)?shù)字顯示及數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳。
文檔編號(hào)G08C19/00GK202188852SQ201120057138
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月7日
發(fā)明者周應(yīng)兵, 潘為剛, 王常順, 肖海榮, 韓耀振, 馬榮琳 申請(qǐng)人:山東交通學(xué)院