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3.2.1 磁阻传感器HMC1021/1022 17
3.2.2 DSP芯片TMS320F2812 19
3.3 硬件电路设计与分析 20
3.3.1 电源电路设计 20
3.3.2 信号调理电路 21
3.3.3 磁传感器置位/复位电路 22
3.3.4 磁传感器测量单元 24
3.3.5 ICETEK-F2812-A评估板介绍 25
3.4 小结 26
4 电子磁罗盘软件设计与实现 27
4.1 CCS软件开发平台 27
4.2 电子磁罗盘的软件模块及流程图 28
4.2.1 主程序流程图 28
4.2.2 系统初始化程序设计 28
4.2.3 数据采集子程序 29
4.2.4 航向角的求解 30
4.3 小结 31
5 电子磁罗盘系统调试 32
5.1 硬件调试 32
5.1.1 电源模块的调试 32
5.1.2 置位电路的调试 34
5.1.2 磁传感器在地磁场下的变化调试 34
5.1.3 磁传感器的静态标定 35
5.2 软件调试 37
5.3 基于BP神经网络的误差补偿算法验证 39
5.4 电子磁罗盘测量航向角调试 42
5.5 小结 43
结 论 43
致 谢 45
参 考 文 献 46
1 绪论
1.1 课题研究背景
随着科学技术的飞速发展，人类的活动领域得以不断扩展，从深海到陆地甚至到外大气层都有人类活动的痕迹，伴随着人类活动领域的不断扩展，卫星、飞机、导弹、运动平台的稳定、微波通信天线的自动跟踪、勘探和探测等研究活动都需要定向导航技术，精确地导航定向技术是关键。
目前定向导航技术主要有陀螺寻北装置、磁罗经、无线电导航仪、GPS导航和电子罗盘等几种。陀螺仪精度虽高，但成本高，结构复杂，有累积误差，操作要求高。无线电航向仪需要利用高频无线电信号，与台站信号对比，进而确定载体的航向角，但容易受到电磁波的干扰。而GPS系统，其信号常被地形、地物遮挡，导致精度大大降低，甚至不能使用。尤其是城市的高大树木或高层建筑对GPS信号有遮挡效应，会导致GPS定位失效。为弥补这些装置的不足，故需利用辅助装置，与它们组成复合定位系统。电子罗盘产品正是为满足用户的此类需求而设计的。
1.2 课题研究意义
电子罗盘，又叫数字罗盘，它可以分为平面电子罗盘和三文电子罗盘，平面电子罗盘要求用户在使用时必须保持罗盘的水平，否则当罗盘发生倾斜时，测量航向误差会增大。虽然平面电子罗盘对使用时要求很高，但如果能保证罗盘所附载体始终水平的话，平面罗盘是一种性价比很好的选择。三文电子罗盘克服了平面电子罗盘在使用中的严格限制，因为三文电子罗盘在其内部加入了倾角传感器，如果罗盘发生倾斜时可以对罗盘进行倾斜补偿，这样即使罗盘发生倾斜，航向数据依然准确。有时为了克服温度漂移，罗盘也可内置温度补偿，最大限度减少倾斜角和航向角的温度漂移。与上述导航方式相比，它具有明显的优越性。它体积小、重量轻，可达微型化，其输出的电信号通过处理可实现数码显示，不仅可以用来指向，其数字信号可直接送到自动舵，控制船舶的操纵。同时，电子罗盘所需的敏感元件工艺比较成熟，在研制技术方面具有巨大的优势。