单片机与电子罗盘接口电路设计开题报告

1. 研究目的与意义

课题研究的内容、目的及意义：

省大学生机器人大赛以机器人比赛为形式，以引导高等学校加强相关专业和课程建设，提高学生创新能力、理论知识应用能力为目标。随着科技发展与智能技术的应用、教育理念的不断更新，作为综合了信息技术、机械工程、电子工程、控制理论、传感技术以及人工智能、前沿科技的机器人技术也在为教育改革之路贡献着自己的力量。 为了参加江苏省机器人技术的比赛，培养学生创新能力，我们选择提前做好医疗服务机器人控制系统的设计。

磁罗盘通过测量地磁场水平方向分量确定磁北极方向并推算出其他的方向。电子罗盘采用高精度三轴磁场传感器模块，型号hmc5983，带温度补偿，带spi接口的。给出方位角的计算方法，将检测到的位置角度在触摸屏上显示。要求设计其硬件电路，并用mplab c30编写相应的控制程序。具体要求见江苏省大学生医疗服务机器人比赛规则。

2. 国内外研究现状分析

国内外的电子技术都在突飞猛进的发展，尤其是在磁传感器和专用芯片（asic）

上的发展，让电子罗盘的基本实现机理有了很大的变化，不在单纯是简单的机械结构，而通过采用了磁场传感器和专用处理器对磁场进行测量以及测量值的处理后指示方向，这就是目前广泛应用的电子罗盘。

电子罗盘能够利用地磁场来精确测量方位角,因此它在航空航天、航海、浮标、水下定向、钻井设备、机器人定向、陆地天线、气象中的风向仪、地震监测等领域有着广泛的用途。目前,国外多家公司各自推出了不同原理的磁传感器和电了罗盘,但由于我国电子罗盘的研究起步较晚，国内还很少有自主的地磁传感器，国内厂商对电子罗盘的生产和销售基本上都以代理国外的为主。国内电子罗盘的研究从九十年代末开始。国内目前对电子罗盘的研究大部分仍旧停留在利用磁阻传感器进行设计，对误差进行智能补偿阶段。因此电子罗盘在国内发展空间还是很大的。

3. 研究的基本内容与计划

毕业设计的具体内容：

用dsc设计一种医疗服务机器人控制系统，包括测距模块、寻迹模块和控制算法、直流电机驱动、电子罗盘方向模块、微控制器。要求实现以最快的速度完成竞赛规定的要求。直流电机采用pwm驱动，测距采用红外和超声波传感器，电子罗盘采用三轴带spi接口的传感器。要求设计其硬件电路，并用mplab c30编写相应的控制程序。

设计一种跟随算法可以根据传感器提供的数据实时调整切割头到板材的距离。用液晶显示屏实现显示功能，建立控制板与传感器和上位机的总线式通讯。

4. 研究创新点

本论文特色与创新如下：

(1)本课题要求学生完成本科的基础和专业课的学习，掌握基本电路设计，熟练应用protel99se等制图软件来绘制原理图与印制电路板，掌握高压变压器的原理及设计方法，能独立进行设计与调试，且能培养吃苦耐劳、积极进取的精神。

(2)在研究内容方面，与当前研究主流主题切近，研究电子罗盘与单片机的接口电路设计，来辅助机器人的设计与发展，并且能通过自主设计来消化自己在学校的所学。