基于单片机的智能测角仪设计

课程设计任务书起迄日期：____________________________________________ 课程设计地点：________________________________________ 指导教师：____________________________________________下达任务书日期1 .本次课程设计应达到的目的：rw ■ ■ »-■ ■ ■■ ■・■・■ ■ s-e ■ ■■ ■ s-w ■ ■■ ■・ v・■ ■ s-e ■ ■ vr・■ ■ ir-w ■ ■■■■ m ■ ■ am ■ ■ m ■ ■ s-w ■ ■■■■ va ■ ■ s-e ■ ■ aw ■ ■ s-w ■ ■■■■ va ■ ■ s-e ■ ■ WTW ■■»-■■■■■■ va ■ ■ s-〒・■ ■■■■ va ■ ■ s-e ■ ■ m ■ ■■■■ in ■ ■ s-e ■ ■・w ■ ■ n ■ ■ n ■■■ in ■ ■ s-e ■ ■・w ■ ■ n ■ ■ we ■ ■・通过本次课程设计，让学生掌握已学习过的微型计算机（8086）或单片机（8051）汇编语言的编程与调试、相关重要可编程芯片的工作过程，加深对微型计算机工作原理的理解，并学会将所学的知识应用到实际中，达到在应用中掌握知识的目的。

2.本课程设计课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术参数、设计要求等）: 亠亠■ a」■_•・・v・・・厶1■■•厶a ■ a ・・』厶・・・鼻it・■』厶a ■ a ・・a厶u・・亠it・■』亠w ■ a 4Bt・・a厶u ■■厶ii・■■ a厶D■ a 4B・・a厶a・・亠it・■』厶D■ a・・a厶・亠it・■」亠・■・亠it ■・4Bt・・a厶・亠*・■』亠u ■♦亠“ ・」亠・・a厶・亠it・■」亠H■ a亠a ■・・・a厶a・・・・本题要求以单片机为主控制器，设计制作一个角度测量仪。

基于单片机智能RLC测试仪的设计毕业设计摘要本文主要论述了基于凌阳SPCE061A单片机的智能RLC测试仪的设计，利用单片机对R、L、C等参数进行测量，可以充分利用单片机的运算和控制功能，方便地实现测量，使测量精度得到提高。

同时用软件程序代替一些硬件测量电路，可在硬件结构不变的情况下，修改软件以增加新的功能。

能够很好的完成对RLC参数的测量，以满足现代测控系统的需要。

关键词：单片机；SPCE061A；RLC测试仪ABSTRACTIt is mainly discussed in this paper that the design of intellectual RLC parameter measurer based on Lingyang SPCE061A MCU. MCU use of R, L, C, and other parameters measured, can take full advantage of MCU processing and control functions, to facilitate the realization of measurements for improved measurement accuracy. Simultaneously uses the software procedure to replace some hardware metering circuits, may in the hardware architecture invariable situation, revi se software to increase the new very good completing to the RLC parameter survey, satisfy the modern observation and control system the need.Keywords: MCU；SPCE061A；RLC testing device目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)前言 (V)1 系统测试原理与总体方案设计 (1)RLC测试原理 (1)相位+有效值测量 (1)相位+有效值测量方案的软仿真 (2)RLC参数测量方法 (3)总体设计方案 (4)系统原理框图 (4)整个系统工作流程 (4)系统设计中的难点和关键技术 (5)2 RLC测试仪硬件部分实现 (6)-5V电源的设计 (6)标准正弦信号发生模块 (6)标准正弦信号的原理 (6)AD9850芯片简介 (8)AD9850硬件电路图及单片机程序 (9)3 I-V变换模块 (11)I-V变换方案设计 (11)I-V变换的硬件电路 (11)4 同时采样模块 (12)同时采样模块方案设计 (12)A/D芯片的选择 (12)ADS7861芯片介绍 (13)ADS7861转换时序的逻辑控制 (13)5 单片机系统设计 (16)SPCE061A单片机概述 (16)单片机的电源设计 (16)SPCE061A最小系统 (17)6 RLC测试仪应用软件设计 (18)数据采集模块程序流程图 (18)中断程序流程图 (19)主程序流程图 (19)结论 (21)参考文献 (22)致谢 (23)附录 (24)前言随着微电子技术、计算机技术、软件技术的高度发展及其在电子测量技术与仪器上的应用，新的测试理论、新的测试方法、新的测试领域以及新的仪器结构不断出现，在许多方面已经冲破了传统仪器的概念，电子测量仪器的功能和作用发生了质的变化。

基于STC15单片机的数字式倾角仪应用设计数字式倾角仪是一种利用重力感应器实现对物体倾斜角度测量的仪器，广泛应用于建筑、交通、地质勘探、航空等领域。

本篇文章将介绍基于STC15单片机的数字式倾角仪应用设计。

一、技术原理数字式倾角仪由MEMS加速度传感器（三轴）和信号处理电路组成。

当物体发生倾斜时，重力作用于加速度传感器，传感器产生电信号，STC15单片机将这些信号转换为数字信号，通过处理得出物体的倾斜角度。

二、硬件设计1.硬件组成本设计所需的硬件组成如下：① STC15F2K60S2单片机②三个MEMS加速度传感器③发光二极管灯④电容式按键⑤ 8位数码管⑥可变电阻⑦电源模块2.硬件电路图（如图所示）三、软件设计1.软件流程图（流程图如图所示）2.软件设计①定义引脚和头文件在代码中定义引脚和头文件，包括MEMS加速度传感器的引脚和STC15单片机的引脚。

②初始化中断和定时器在代码中初始化中断和定时器，以便可以正确触发MEMS加速度传感器和STC15单片机的操作。

③测量传感器数据并显示在代码中，STC15单片机将从三个MEMS加速度传感器中存储的数据读取出来，并将其转换为数字信号，然后将倾斜角度显示在8位数码管上。

此外，也可以将倾角数据通过串口传送到计算机上进行保存、打印分析。

④加入校准功能在代码中，加入校准功能，可以将数字式倾角仪的误差降至最小。

四、应用范围数字式倾角仪广泛应用于各种测量场合，如建筑施工测量、工程机械起重预警、交通安全、地质勘探、航空导航、体育场地水平预警等方面。

采用STC15单片机作为控制核心，数字式倾角仪具有数据准确、操作简便、稳定性高、可靠性强等优点。

摘要电子水平仪是一种非常普遍的测量小角度的量具。

用它可测量对于水平位置的倾斜度。

基于传感器、数字信号处理、单片机技术的数字水平仪是当前倾角测试仪器数字化发展的方向。

本毕业设计就是采用STC89C52单片机和ADI公司生产的三轴加速度传感器ADXL345相结合，利用ADXL345三轴加速度传感器感应水平倾角，通过单片机的控制以及运算将倾角以数值的形式直接在LCD显示屏上进行显示、处理，从而使角度测量变得方便、快捷，实现了倾角的高精度测量。

通过ADXL345三轴加速度传感器原理，提出了使用软件和硬件结合的自动校正技术进行测量角度，最大限度简化了电路，提高了系统的稳定性和可靠性。

通过对本课题的研究，让我对水平仪有了一定的了解，在未来水平仪将在建筑方面起着重要作用，并且随着时代发展，水平仪对角度的测量将越来越精细，随着光学应用领域的不断扩展，也相应的产生了一些基于光电原理的光电式水平仪和激光式水平仪，光电原理的应用将是未来水平仪的发展方向。

关键词：智能水平仪；单片机；ADXL345；角度AbstractElectronic level gauge is a very common small angle measurement. Measurement for the horizontal position of the inclination to use it. Based on the digital level sensor, digital signal processing, computer technology is the current development of digital instrument tilt testing instrument in the direction of.This graduation design is the use of three axis accelerometer ADXL345 microcontroller STC89C52 and ADI company production of combination, using the ADXL345 three axis acceleration sensor level angle, processing through the MCU control and operation will dip in numerical form directly in the LCD screen display,, so that the angle measuring is convenient, quick, realize high precision measurement of angle. The principle of the ADXL345 three axis accelerometer, and proposes to use the combination of hardware and software of the automatic calibration technique for measuring the angle, the maximum simplifies the circuit, improves the stability and reliability of the system.This graduation design is the use of three axis accelerometer ADXL345 microcontroller STC89C52 and ADI company production of combination, using the ADXL345 three axis acceleration sensor level angle, processing through the MCU control and operation will dip in numerical form directly in the LCD screen display,, so that the angle measuring is convenient, quick, realize high precision measurement of angle. The principle of the ADXL345 three axis accelerometer, and proposes to use the combination of hardware and software of the automatic calibration technique for measuring the angle, the maximum simplifies the circuit, improves the stability and reliability of the system.Keywords: Intelligent level; MCU; ADXL345; angle目录1 绪论 (1)1.1 课题研究背景和意义 (1)1.2 国内外水平仪发展现状和趋势 (1)1.3 系统设计的主要工作 (1)1.4 论文结构及安排 (2)2 三轴加速度传感器感应原理 (3)2.1 ADXL345工作原理 (3)2.2 ADXL345寄存器映射 (5)2.3 ADXL345主要寄存器定义介绍 (6)2.4 测量倾斜角度原理 (8)2.4.1 加速度传感器进行倾角测量简介 (8)2.4.2 ADXL345测量角度原理 (9)3 水平仪总体设计 (12)3.1 水平仪硬件设计 (12)3.1.1 单片机模块 (13)3.1.2 LCD液晶显示模块 (14)3.1.3 ADXL345接口设计 (16)3.1.4 ADXL345加速度传感器模块 (18)3.2 水平仪软件设计 (20)3.2.1 I2C总线协议分析 (21)3.2.2 液晶显示驱动程序设计 (25)3.2.3 ADXL345加速度传感器软件模块 (28)3.2.4 ADXL345加速度传感器误差校准 (28)4 实验数据及总结 (30)结论 (33)致谢 (34)附录A 英文原文 (37)附录B 汉语翻译 (41)附录C 主程序 (44)附录D 电路原理图 (55)1 绪论1.1 课题研究背景和意义在高楼桥梁等建筑行业，对建筑物自身在水平面倾斜度的测量和处理，需要一个能连续工作几个月甚至一年以上采样进度很高的数字水平仪系统，这就要求该系统必须具有高精度微功耗的功能。

基于单片机的智能测角仪设计
李尚富;饶连周;魏名捷;曾金顶;林永福;陈俊玮
【期刊名称】《三明学院学报》
【年(卷),期】2013(30)4
【摘要】研究了一种基于STC12C5A60S2单片机的智能测角仪.该测角仪由加速度传感器模块MMA7455、时钟模块DS1302、温湿度模块DHT11、语音模块ISD4004组成,实现了角度、时间、温湿度的显示、存储以及语音播报的功能,具有一定的推广价值和实用性.
【总页数】5页(P39-42,87)
【作者】李尚富;饶连周;魏名捷;曾金顶;林永福;陈俊玮
【作者单位】三明学院机电工程学院,福建三明365004;三明学院机电工程学院,福建三明365004;三明学院机电工程学院,福建三明365004;三明学院机电工程学院,福建三明365004;三明学院机电工程学院,福建三明365004;福建广播电视大学三明分校,福建三明365000
【正文语种】中文
【中图分类】TH741.23
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1.基于主从架构的三维回转工作台测角仪控制系统设计 [J], 杨宇博
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《传感器技术与应用》角度仪设计指导老师：姓名：学号：班级：角度仪设计一、设计要求1、利用AT89C51系列单片机、应变式传感器、LTC1297模数转换器、HDM32GS12-B 液晶显示器设计角度仪；2、利用Protues画出电路原理图；3、实现0~360°的测量，并能在液晶显示屏上显示姓名和角度；二、系统设计图1 设计框图本次实验是智能角度仪的设计。

具体为采用传感器实现角度测量，此处传感器使用电位器，即通过一个滑动变阻器的调节来改变输入电压的大小。

将电压信号传到模数转换器LTC1297中，由模数转换器对电压信号进行模数转换。

将模数转换得到的值输入单片机AT89C51中，程序控制单片机对输入的数据进行处理，即实现角度的运算（0～360°）。

最后将角度显示在LCD液晶显示屏上。

这样就完成了由传感器测量角度的整个过程。

另外，本实验在程序中加入了姓名的显示，会同角度一起显示在液晶屏上面。

三、设计原理1、传感器模块传感器模块主要是测量电压的变化，进而将其转换为角度，这个过程是由一个滑动变阻器来完成的，在从0%-100%的调节中，实现角度从0~360°的变化，模拟了一个传感器测量角度的过程。

2、模数转换模块这个部分主要采用的是LTC1297模数转换器，输入端接电位器，另外两脚接地和电源，输出直接连接单片机引脚P2.6，时钟接P2.5，片选接P2.4。

这个模块的主要作用是对输入电压值进行模数转换，得到12位码，再将数据输入单片机中。

3、单片机模块由keli5编写程序，将生成的hex文件添加进单片机，实现对单片机的控制。

使其能够完成角度计算的工作，是本设计最重要的一个部分。

根据实验要求（角度：0~360°电阻：20~4800Ω电压：Xv~5v ad:X~4095），具体计算如下：while(1){adr=ReadADC();if(adr<=17.0625) {adr=0;} else {adr=adr/((4095-17.0625)/360); if(adr>=360)adr=360;}//x=20*5/4800=0.02083 //y=4095*x/5=18//ans=adr*(4095-y)/360 bai=adr/100%10;shi=adr/10%10;ge=adr%10;4、显示屏模块这里主要采用了一个HDM32GS12-B液晶显示器，引脚接在单片机接口上，当角度计算完毕之后，程序会控制单片机将数据输入显示屏，并按照程序设定模式显示姓名和测得的角度，实时变化，测量精准。

文章编号:1673-1255(2005)02-0060-04基于单片机的角度测量仪的设计杨凤年1,何文德1,刘光灿2(1.长沙学院计算机系,湖南长沙410003;2.北京理工大学光电工程系,北京100081)摘　要:分析了基于A T89S51单片机的角度测量的硬件组成、电路设计原理.给出了主函数的工作流程和源代码.设计样机已通过多种环境实验的测试.关键词:单片机;A T89S51;角度测量;C51中图分类号:TP302.7 文献标识码:ADesign of Angle Measuring Device B ased on Monolithic MicroprocessorYAN G Feng 2nian 1,HE Wen 2de 1,L IU Guang 2can 2(1.Depart ment of Com puter Science and Technology ,Changsha U niversity ,Changsha 410003,China ;2.Depart ment of Optical Engineering ,Beijing Institute of Technology ,Beijing 100081,China ) Abstract :The hardware structure and principles of the circuit design of the angle measuring device based on A T89S51are analyzed.The flow chart and source code of the main function on C51are provid 2ed.The samples has passed many environment tests.K ey w ords :monolithic microprocessor ;A T89S51;angle measuring ;C51 角度测量仪是某控制系统中瞄准装置的关键部件.在以往的控制系统中,多数都是仅凭设备操作人员眼睛瞄准指定目标,然后作出相应的控制,这样就带来一系列问题,如操作人员的经验、瞄准装置转盘的空回都可能会严重会影响瞄准目标的精确程度,从而严重影响控制系统的精度.为了提高控制系统的瞄准精度,在控制系统的瞄准装置中增加了角度测量仪部件,操作人员瞄准目标后的角度值能够精确定量地显示在操作面板上,帮助操作人员更加准确地瞄准目标,因此,极大地提高了控制系统的控制精确度.角度测量仪利用光电编码器读取角度值,采用A T89S51单片机实现角度值数码显示、角度值偏差范围的发光二极管指示功能(有三个指示灯,分别指示:偏高、偏低、适中).不论在操作的复杂程度上还是在测量的精度上,都是传统的眼瞄方法、刻度测量及标识方法无法比拟的.作为某控制系统的瞄准装置的重要技术改进,此仪器的应用大大提高了控制系统瞄准的精度,增加瞄准偏差范围的可读性,淘汰了传统的用刻度测量和标识角度的方法,使该控制系统的整体性能得到了显著提高.此外,该角度测量仪只要稍作改动即可广泛用于其它工业控制系统中.1　硬件基本原理首先,角度测量仪利用单片机读取光电编码器测出的角度值,再将角度值转换成密位值并显示在数码屏上(注意:密位(mil )是一种角度单位,密位100=角度6°).单片机判断当前角度值的偏差范围,给出控制信号点亮相应的发光二极管指示灯.此外,角度测量仪还可以通过控制面板上的开关控制实现瞄准镜照明和低温环境下瞄准镜自动除霜功能.单片机的主要功能是实现角度值数码管显示、角度值范围的发光二极管指示.该系统的难点在于确保角度值转换成密位值收稿日期:2005-01-24作者简介:杨凤年(1966-),女,工学硕士,高级工程师,研究方向为计算机系统结构和嵌入式系统.第20卷第2期2005年4月 光电技术应用EL ECTRO -OPTIC TECHNOLO GY APPL ICA TION Vol.20,No.2　April.2005图1　电路模块图的转换精度和系统在非常温环境下的工作可靠性.硬件分为以下几个模块:控制面板、单片机、光电编码器、电源、数码显示器、发光二极管匹配指示装置、周视镜与直瞄镜照明与除霜,如图1所示.1.1　单片机的选用首先,根据项目的需求分析可以得知单片机要完成的主要功能是:从光电编码器(数据总线宽度是15位)读取角度值后,将该角度值与系统预设的角度值比较,判断瞄准的角度值范围,点亮相应的指示灯.然后将从光电编码器读得的角度值转换成密位值,发送给串行L ED显示驱动器MAX7219,显示在L ED显示器上.从以上分析可以得知,适合此需求的单片机至少应具备3个8位并行I/O端口(其中光电编码器占用2个端口,其它占用1个端口),才能有效工作.众所周知,产品的品质等级通常分为三级:军用级、工业级和商用级,其中,军用级等级最高,商用级等级最低.由于此工业控制设备通常在户外作业,工作环境比较恶劣,故单片机的品质的等级也是需要考虑的一个重要因素.目前,MCS-51系列单片机技术成熟,开发所用的教材和技术资料多,开发工具齐全,市场上产品种类丰富、性价比较高、购买容易,开发语言简单易学(可以用汇编或C51),因此,该系列产品应用广泛,经久不衰.经过综合考虑,单片机采用A TM EL公司生产的A T89S51芯片(MCS-51系列单片机的工业级产品),兼容MCS51微控制器,4K字节FLASH存贮器支持在系统编程(ISP)1000次擦写周期,128字节片内RAM,工作电压4.0V到5.5V,全静态时钟0Hz到33MHz,三级程序加密,4个8位的可编程I/O端口,2/3个16位定时/计数器,6/8个中断源,全双工UAR T,低功耗支持Idle和Power down模式,Power down模式支持中断唤醒,双数据指针,上电复位标志.A TM EL公司生产的89系列单片机在工业、交通、仪器仪表、自动生产过程、航空、运输、汽车、家电等领域都有着极及其广泛的应用.所选型号为A TM EL公司的A T89S51-24PI,工业级.能适应-45℃～+80℃环境工作.单片机的I/O端口资源分配是:P0和P2口分配给光电编码器,P1口分配给显示驱动和匹配指示发光二极管控制以及MAX813.1.2　单片机主要外围电路的设计监控电路:为了提高单片机在恶劣环境下的可靠性,必须采用μP监控电路来增加单片机的稳定性和抗干扰能力.硬件监控电路有以下功能:(1)上电复位:保障系统加电时能正确地启动.(2)掉电复位:当电源失效或电压降到某一电压值以下时,产生复位信号对系统进行复位.(3)看门狗定时器:当处理器遇干扰,程序运行混乱产生“死锁”时,对系统复位.此处采用MAXIM 公司的军用级芯片MAX813LMJA.显示驱动电路:为了节省单片机I/O口资源,降低单片机的计算量,选用串行L ED显示驱动器MAX7219.它能控制8位共阴级L ED数码管,具有16级亮度控制、译码灵活,上电发光二极管全熄、只占用三根单片机I/O口线等优点.单片机及主要外围电路的原理如图2所示.图2　电路原理图1.3　单片机与外围器件的数据通信单片机与光电编码器:因为光电编码器获得角度值的速度远大于单片机的工作速度,所以,单片机可以认为光电编码器上的数据总是处于16第2期 杨凤年等:基于单片机的角度测量仪的设计 “准备好”状态,单片机随时可以读取有效数据,16位的角度值分成高8位和低8位两次读取,它们之间的数据是并行无条件传送.单片机与MAX7219:从单片机和MAX7219的工作速度来看,CPU 两次发送数据给MAX7219的时间间隔,足以保证单片机访问MAX7219时,MAX7219总是处于“准备好”状态.而MAX7219又是串行L ED 显示驱动器,因此,单片机与MAX7219的数据传送是串行无条件传送.单片机与MAX813:因为单片机向MAX813发送数据时,MAX813只等待接收单片机的初始化数据而并无其它的工作其工作速度足够快,可以认为MAX813总是处于“准备好”状态.因此,单片机与MAX813的数据传送也是串行无条件传送.2　软件设计原理角度测量仪启动工作后,单片机的工作过程是:系统启动后,初始化外部看门狗,初始化显示驱动芯片MAX7219,给看门狗计数器赋初值,读取光电编码器获取的角度值,当角度偏差值处在某一特定范围时,单片机发出控制信号点亮与该范围相对应的指示灯,将当前的角度值转换成密位值显示在数码屏,又重新给看门狗计数器赋初值,进入下一个工作循环.主函数的工作流程如图3所示.图3　主函数流程图 请注意,流程图中,带双线边的矩形框表示该部分为函数.在本课题的软件设计中,采用了C51编程语言,因为用C51编程不仅效率高,而且可读性很强.下面给出主函数的源代码.void main (void ){WDI =0; //初始化看门狗InitMax7219();//初始化MAX7219的函数while (1){WDI =1; //“喂狗”WDI =0;//“喂狗”G etAngle ();//读角度值的函数MachView ();//指示灯匹配显示的函数G etMil ();//计算密位值的函数DisplayMil ();//显示密位的函数}}在主函数调用的几个函数中,InitMax7219()的功能是初始化L ED 显示驱动器MAX7219,单片机向MAX7219发送消影控制、亮度、扫描范围、译码方式信息.G etAngle ()的功能是从光电编码器读角度值,先读高8位,再读低8位,然后将高8位和低8位合并,最后舍去最低位(光电编码器的有效数据是15位).MachView ()的功能是角度偏差指示灯匹配显示,将该角度值与系统预设的角度值比较,判断瞄准的角度值是偏高、偏低还是适中.如果角度值偏高,那么单片机就发出控制命令,使偏高指示灯亮,如果偏低,则令偏低指示灯亮,否则令适中指示灯亮.值得注意的是,计算密位值的函数G etMil ()的代码编写,要考虑角度的转换精度,在本课题中,采用了C51中的long 型变量来分别存放密位的整数和小数部分,并将角度的小数部分放大十万倍后参加运算,保证转换精度.DisplayMil ()的功能是驱动MAX7219显示密位.首先显示密位,判断此角度是否进入预设区,如果是,熄灭符号灯,各位显示“0”;如果没有,判断角度值是否为负,如果是,显示负号,如果是正,不显示负号,然后将角度值显示在L ED 显示屏上.26 光　电　技　术　应　用 第20卷由于篇幅所限,程序的源代码没有给出.3　结束语为了使角度测量仪能在各种可能的恶劣环境下(如高温、低温、振动等环境)正常工作,在整个设计过程中,要着重考虑的问题是硬件的可靠性和软件的可靠性.设计时的注意事项如下:(1)电源芯片的额定功率选择要留有余量.(2)元器件选择工业级或军用级产品.(3)采用硬件看门狗方案,防止单片机程序锁死.本课题设计的样机已处于测试阶段,目前已通过了常温和多种环境试验的测试.参　考　文　献1　胡汉才.单片机原理及其接口技术[M].北京:清华大学出版社,2002.231-2402　徐爱钧,彭秀华.单片机高级语言C51Windows环境编程与应用[M].北京:电子工业出版社,20013　Atmel Corporation.8-bit Microcontroller With4K Bytes In-System Programmable Flash[M],Atmel Corporation,20014　G etting Started and Greating Applications User’s Gui2 de[M].K eil Elektronik GmbH.and K eil S oftware,Inc, 20005　C51Compiler User’s Guide[M].K eil Elektronik GmbH.And K eil S oftware,Inc,2000简讯:法国的Scorpio轻型红外探测器 法国S ofradir公司投入市场的先进的高分辨率红外探测器Scorpio主要用于国土安全、军事及政府应用等领域。

基于单片机的多功能测试仪设计摘要早期的指南针采用了磁化指针和方位盘的组合方式，整个指南针从便携性、指示灵敏度上都有一定不足，极易受到外界因素的干扰。

本设计采用霍尼韦尔公司的HMC5883作为指南针传感器,可以精确得到数字化的指南针数据,并可以在LCD1602上显示。

同时测试仪还包含水平测量仪的功能，水平测量仪基于陀螺仪的工作原理，通过在LCD1602上显示X,Y坐标轴的偏移量，可以十分方便的作为水平测量仪在工程实践当中使用。

实际制作的硬件达到了预期的效果，具有好的人机接口界面，并且数据输出清晰，具有较好的使用价值。

关键词：指南针；水平测量仪；LCD1602；键盘输入AbstractThe earlier compass is based on magnetization and display is not very stable, also it is easily affected by the outside environment. This design use the HMC5583 produced by Honeywell as the sensor, it can display the precise data as compass and system can display the data on LCD1602.Meanwhile, the system contain the horizontal measurement function, the horizontal measurement system is based on the gyroscope theory, it can display the X, Y axis data on the LCD1602, so user can easily use it in the real industrial area. The practical design meets the expectation, and it has very good user interface and also good and precise data output displayed on LCD1602. It has good practical value.Key words:compass; horizontal measurement instrument; LCD1602Keyboard input.目录基于单片机的多功能测试仪设计 (I)摘要 .................................................................................................................................................. I I Abstract ............................................................................................................................................ I II 1引言 .. (1)1.1 课题背景 (1)1.2 国内外发展现状 (1)2 系统的总体方案选择和设计 (3)2.1 水平测量仪的选择 (3)3 实际硬件系统的设计 (4)3.1 系统整体硬件电路图 (4)3.2 单片机最小系统设计 (5)3.3晶振电路 (8)3.4 电子指南针设计 (9)3.4.1 HMC5883指南针芯片介绍 (9)3.4.2 电子指南针原理介绍 (10)3.5 水平测试仪电路设计 (12)3.5.1 MPU陀螺仪芯片介绍 (13)3.6 LCD1602显示模块 (15)4 软件部分程序的编写 (18)4.1 软件控制部分流程图 (18)5总结与体会 (19)参考文献 (20)附录1 系统整体原理图 (21)附录2 系统软件程序 (21)1引言1.1 课题背景（1）指南针的发明是我国劳动人民，在长期的实践中对物体磁性认识的结果。