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原文传递船用磁罗经数字转换器的设计

论文题名：	船用磁罗经数字转换器的设计
关键词：	航海仪表;磁罗经仪;模数转换器;计算机技术
摘要：	本文对船用磁罗经数字转换器的设计进行了探讨。磁罗经在航船上的应用已有很久的历史,相对于现代的电罗经而言,具有价格便宜、性能稳定、经久耐用、不需电源等优点,因此在一些中小型渔货船上被广泛使用。但由于磁罗经安装在固定的地方,航行时查看需走近观察磁针的指示角,使用较为不便,并且由于眼睛视角的关系,读数误差也具有不确定性。为了解决这个问题,本文通过设计一个磁罗经数字转换器,将其安装在磁罗经刻度盘的上表面中心位置,通过转换器内部两个相互垂直的磁信号感应器,将磁罗经磁针的磁场强度转化为两个相互垂直方向的电压量,再经过电压信号放大及模数转换,得到两个与船位(纵向与横向)方向相关的磁场强度数字量,通过计算这两个磁场强度的反正切程序就可以算出船艏与地球磁北方向的角度,可以用数字量的方式直接进行显示或送到雷达、电子海图等设备进行航行信息的集中显示,从而提高了磁罗经读数的准确性与使用的方便性。磁罗经数字转换器的主要电路模块由磁阻传感器、微处理器、LED显示器、数据通讯接口、稳压电源五部分组成。其中传感器采用意法半导体公司的传感器芯片LSM303DLH,它集磁场与重力加速度检测于一体,具有同时输出三轴磁场强度和三轴重力加速度数据的功能。考虑在线装载程序调试的要求,微处理器选用宏晶公司的32脚方形贴片STC12LE5608AD单片机,该单片机内部自带10位的高速模数转换器,运算速度可达每秒10万次。三位LED红色数码管显示器的作用是直接显示磁北角度的整数值。带小数位的磁北角数据由单片机串口输出,而且语句格式符合 IEC61162-1(NMEA0183兼容)国际标准,可供船上其它设备显示用。电源部分采用二级稳压,第一级产生3.3V电压供单片机与传感器使用,第二级1.8V电压供传感器LSM303DLH使用。磁罗经数字转换器经测试,可适合在市场上所有的国内外磁罗经上应用,使用效果良好,其主要特点有:转换数据稳定可靠、分辨率0.1度、转换精度±1.5度、LED数码管直接显示且亮度四档可调、数据输出波特率四档可选、信息输出刷新率可调、安装位置误差可调等特点。
作者：	楼然苗
专业：	农业机械化
导师：	刘玉良
授予学位：	硕士
授予学位单位：	浙江海洋学院
学位年度：	2013
正文语种：	中文