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实例一 船用磁罗经数字转换器的设计应用2

摘 要2

第1章 绪论5

1.1 课题背景5

1.2 国内外发展概况5

1.2.1 磁罗经5

1.2.2 陀螺罗经6

1.2.3 电子磁罗经6

1.2.4 磁罗经转换器7

1.3 课题主要研究内容8

1.4 设计指标要求8

1.5 课题研究的关键技术9

1.6 课题研究的创新特点9

第2章 磁罗经转换器总体设计方案分析10

2.1 磁罗经转换器硬件电路的组成10

2.1.1 微处理器电路10

2.1.2 磁性传感器11

2.1.3 RS-485接口电路12

2.1.4 显示电路12

2.1.5 电源电路12

2.2 磁罗经转换器的控制软件构架12

2.2.1 初始化程序12

2.2.2 磁场数据读出程序12

2.2.3 磁北角计算程序13

2.2.4 格式输出控制程序14

2.2.5 显示程序14

2.2.6 自差校正程序14

第3章 磁罗经转换器硬件电路设计15

3.1 微控制器电路系统设计原理15

3.2 传感器电路设计原理16

3.3 RS-485接口电路设计原理17

3.4 三位LED显示电路设计原理18

3.5 电源电路设计原理19

第4章 磁罗经转换器控制软件设计20

4.1 定义部分20

4.1.1 文件包含部分定义20

4.1.2 宏定义20

4.1.3 端口部分定义21

4.1.4 内存变量定义21

4.2 初始化程序21

4.2.1 内存数据使用单元初值设定21

4.2.2 单片机端口设定21

4.2.3 单片机控制寄存器设定21

4.2.4 控制数据设定21

4.2.5 其他初始化调用程序22

4.3 传感器读写程序23

4.3.1 I2C开始程序23

4.3.2 I2C停止程序24

4.3.3 读取从机应答位程序24

4.3.4 主机应答程序24

4.3.5 I2C写程序25

4.3.6 I2C读程序25

4.3.7 I2C总线收发程序26

4.4 数据存储程序28

4.4.1 读写数据寄存器29

4.4.2 读写地址寄存器29

4.4.3 读写命令寄存器29

4.4.4 读写触发寄存器29

4.4.5 存储操作控制寄存器30

4.4.6 读EEPROM字节程序30

4.4.7 写EEPROM字节程序30

4.4.8 擦除EEPROM扇区程序31

4.5 自差校正程序32

4.6 功能设定程序34

4.6.1 LED亮度调整程序34

4.6.2 波特率调整程序35

4.6.3 安装位置误差调整程序36

4.7 主程序37

第5章 磁罗经转换器的设计调试与电性能指标41

5.1 电路板设计与调试41

5.1.1 电路图的设计调试41

5.1.2 PCB板的设计调试43

5.1.3 试样电路板的焊装与调试46

5.2 程序的编写调试46

5.2.1 编译器的安装调试46

5.2.2 程序下载器的安装调试47

5.2.3 LED显示程序的调试48

5.2.4 波特率设定程序的调试48

5.2.5 EEPROM存取程序的调试48

5.2.6 传感器数据读取程序的调试48

5.2.7 自差校正程序的调试49

5.2.8 航行角计算程序的调试49

5.3 综合测试50

5.4 产品电性能测试指标52

结 论54

参考文献56

附录：C源程序清单60

实例二 基于GPS的电子海图仪关键技术研究84

摘要84

第1章 绪论86

1.1 课题背景86

1.2 国内外概况87

1.2.1 国内外发展概况87

1.2.2 主要关键技术88

1.3 课题主要研究工作97

第2章 GPS电子海图仪总体方案98

2.1 嵌入式电子海图仪需求分析98

2.2 嵌入式电子海图仪的硬件结构99

2.3 嵌入式电子海图仪的软件组成101

2.3.1 应用层程序101

2.3.2 文件管理层程序102

2.3.3 硬件驱动层程序102

2.4 小结102

第3章 电子海图仪的FAT16文件系统103

3.1 FAT16文件管理器的设计103

3.2 嵌入式FAT16存储原理104

3.2.1 文件分配表104

3.2.2 文件目录区105

3.3 K9F2808U0C存储器操作函数的设计106

3.3.1 K9F2808U0C存储器的操作特点106

3.3.2 K9F2808U0C存储器的操作107

3.3.3 K9F2808U0C存储器驱动函数108

3.3.4 K9F2808U0C存储器的格式化109

3.4 小结110

第4章 电子海图仪数据的组织结构111

4.1 电子海图仪数据的类型111

4.2 电子海图仪数据的格式112

4.3 电子海图仪显示数据的块范围113

4.4 小结114

第5章 电子海图GPS信息的显示与处理115

5.1 GPS信息的显示方法115

5.1.1 GPS接收板输出的信息格式115

5.1.2 GPS位置坐标的变换116

5.1.3 光标测距的算法实现119

5.2 电子海图数据的显示方法124

5.2.1 嵌入式电子海图显示的启动过程124

5.2.2 普通PCX格式图片的显示方法125

5.2.3 嵌入式电子海图数据的显示方法126

5.3 小结128

结 论129

参考文献131

附录1：嵌入式GPS电子海图仪产品外形图片134

附录2：嵌入式电子海图显示系统操作界面图135

附录3：GPS信息接收C源程序清单146

实例三 小功率数控调频发射器的设计156

摘要156

前 言158

第1章 调频广播系统159

1.1 调频广播的基本原理159

1.2 立体声调制原理160

1.3 调频广播系统构成161

第2章 系统设计方案163

2.1 单片机控制系统163

2.2 显示器164

2.3 调频调制发射电路164

第3章 系统硬件设计165

3.1 电源电路的设计165

3.2 单片机控制电路设计166

3.2.1 单片机引脚接口166

3.2.2 键盘电路167

3.2.3 LED数码显示管168

3.3 调频调制发射电路的设计170

3.3.1 BH1415F的主要特点170

3.3.2 BH1415F使用参数170

3.3.3 BH1415F引脚功能171

3.3.4 BH1415F应用电路171

第4章 系统软件设计173

4.1 内存单元规划173

4.2 主要功能程序173

第5章 电路的调试及测试178

5.1 调试方法178

5.2 性能测试178

结论180

参考文献181

附录1：单片机汇编程序清单182

附录2：单片机C源程序清单194

附录3：实物图片199

实例四 基于DDS技术的数控信号发生器的设计202

摘 要202

前言204

第1章 总体设计方案论证208

1.1 总体设计指标208

1.2 硬件电路系统208

1.2.1 单片机的选择209

1.2.2 串口通信的设计209

1.2.3 DDS电路的设计209

1.2.4 低通滤波器的设计210

1.3 程序软件系统210

第2章 硬件电路的设计212

2.1 单片机系统电路的设计212

2.1.1 STC12C5410AD主要技术特点212

2.1.2 STC12C5410AD管脚功能214

2.1.3 STC12C5410AD的端口结构215

2.2 液晶显示器电路的设计216

2.3 DDS电路的设计217

2.3.1 AD9850的引脚功能217

2.3.2 AD9850的工作原理219

2.4 电源的设计220

第3章 软件设计221

3.1 AD9850控制程序设计221

3.1.1 AD9850的控制字写入程序221

3.1.2 AD9850的频率算法程序222

3.1.3 AD9850频率控制方式程序223

3.2 LCD显示器的程序设计224

3.3 按键程序设计227

3.4 主程序设计227

第4章 系统调试及分析229

参考文献230

附录1：单片机控制源程序清单231

附录2：设计实物图片314