南京信息职业技术学院 毕业设计论文作者 张宇 学号 11211P50 系部 电子信息学院 专业 电子信息工程技术 题目 基于AT89C51的磁感强度检测计的设计 指导教师 刘磊 评阅教师 完成时间： 2015年 4 月 17日 毕业设计(论文)中文摘要(题目)：基于AT89C51的磁感强度检测计的设计摘要：磁感应强度检测计是测量空间磁感应强度的计量仪表，广泛应用于以电磁场理论为基础的电气、通讯、抗电磁干扰、仪器漏磁、永磁体磁力检测等行业。由于现在工业、工程、信息技术、电力电子等技术的飞速发展、对与磁感强度的检测越来越显得重要。另外、由于现代信息技术、电子技术、通讯技术等，与磁感相关的教育学科在大中专院校以及本科的发展成熟，所以需求一款低成本、便携的磁感强度测量仪器、并且实用于实验室、户外等一些相对正常的环境条件。本课题采用单片机与霍尔集成传感器测量磁感应强度，并给出了相关硬件电路和软件流程，仪器结构简单，性能安全可靠。可用于各类电磁场发生仪磁感应强度的检测。关键词：AT89C51;磁感强度;霍尔元件：ADC0809毕业设计(论文)外文摘要Title: The design strengthmetermagnetic fieldbased onAT89C51 Abstract:Detection ofthe magnetic induction intensitymeter is a measuring instrumentof measuringmagnetic induction intensity,widely used in electrical,communication,anti electromagnetic interference,instrumentbased on the theory of electromagnetic field,themagnetic flux leakagepermanent magnet magneticdetection etc.Due to the currentindustry,engineering,information technology,power electronictechnology is developing rapidly,and themagnetic inductionintensitydetectionbecomes more and more important.In addition, due to moderninformation technology,electronic technology,communication technology,and the magnetic inductioneducation subject in Colleges and universitiesanduniversitydevelopment,so the demand fora low costand portablemagnetic inductionmeasuring instruments,and theutilityin the laboratory,and somerelatively normaloutdoorconditions.This subject adoptsMCU andHolzerintegrated sensorof measuring magnetic induction intensity,and gives thehardware circuit and software flow. Theinstrument has the advantages of simple structure,reliable performance.Can be used to detectvarious types ofmagnetic induction.keywords: AT89C51;magnetic induction intensity;Holzer element；ADC0809目录1. 引言51.1. 开发背景61.2. 开发现状71.3. 设计意义与目的71.4. 设计要求82. 系统架构82.1. 系统运行概述93. 单片机部分93.1. 单片机简介93.2. 12864LCD显示屏103.3. 霍尔传感器114. 系统电路图设计125. 单元电路设计125.1. 稳压电路125.2. 12864显示部分135.3. 时钟电路145.4. 复位电路145.5. A/D转换电路部分155.6. 滤波与抗干扰部分166. 系统软件设计176.1. 系统程序流程框图177. 系统的硬件调试及软件调试187.1. 硬件调试部分：187.2. 软件调试部分：188. 附录：188.1. 系统主程序：188.2. 12864程序：209. 实物显示部分24参考文献291. 引言基于AT89C51的磁感强度检测计的设计，本设计采用线性霍尔传感器检测磁场强度，线性霍尔原件传感器，其内部由稳压，霍尔电势发生器及信号放大器组成，用来接收磁感信号。电路采用AT89C51的P0口读取外部AD转换芯片ADC0809第8路（来自霍尔传感器的数据）的数据，然后在12864上显示出来。ADC0809主要是把霍尔传感器输出的模拟信号转换成数字信号后送到AT89C51的P0端口上，当系统检测到按键按下时，立刻启动外部模数转换，等待转换结束后读取转换结果，然后把数据发给12864显示出磁场强度。当按键松开时停止。1.1. 开发背景 最早的磁场探测器已有2000多年的历史，通过感应地球磁场辨识方向或为舰船导航。随着现代科技的进步，磁场传感器的应用越来越广泛，磁场传感技术向着高灵敏度、高分辨率、小型化以及和电子设备兼容的方向发展。进入21世纪，伴随着信息技术及信息产业的飞速发展、磁场强度检测在工业生产、科研、教学等行业中的起着非常重要的作用。对于磁场强度的检测、现在市场上所出现的磁感强度检测计大多价格高，携带困难，并且不能在上位机上面显示连续的磁场强度变化。本设计制作的磁场强度测量仪具有成本低、携带方便、体积小，测量误差小等优点，并且通过转串口芯片可以将采集到的磁场信号传送到LCD上显示。本设计制作的磁感强度测量仪的微控器（MCU）采用各大高校教学所采用的51系列单片AT89C51，因为大家都很熟悉其原理与使用，使得使用者更容易掌握、在使用出现故障时其检修也很方便。传感器的选择是本设计的最重要部分、现在市场上的霍尔器件有很多类型、其基本原理都相同，但是在测量磁场强度时、对霍尔器件的线性要求极高、并且要在适宜的电压范围内、输出电流要适宜、要能够具备低功耗的条件。因此在经过大量的比较与筛选后选择了一款线性良好、工作电压低（5V）左右的霍尔传感器，并且在5V工作电压时具有非常良好的线性。其输出电压范围也小（0-5V）这使得在A/D转换时变得容易处理，用简单的电路对传感器输出的信号处理后便可以直接送入A/D转换。在A/D转换部分采用8位的数模转换器ADC0809，其使用外围电路简单、程序控制也相对简单，由于本设计的磁场强度测量仪器其测量数据单一，8位的A/D转换芯片就可以了。最重要的是在成本的考虑上8位的A/D转换芯片相对便宜，并且购买方便、代码书写简单，在保证功能的前提下这是最高性价比的选择。液晶显示部分采用12864显示，由于需要显示的内容并不多，用这块显示器件就足以完成基本的显示任务，其驱动程序简单可以减小系统软件设计的工作量和难度。本设计由于合理的电路设计与选材，使得本系统具有低成本、低功耗、高精度、易于功能扩展等优点。因此，本磁场强度检测仪具有较高的性能价值比和非常良好的应用前景。1.2. 开发现状 传统的磁感强度检测计是通过仪表放大器中的电路放大电路对感应电压放大，然后所得的数据在显示器上显示。在硬件电路中做相应的不错，整体架构比较麻烦，而且是通过对霍尔电压的改变来改变数据的大小。在这些年的发展中，因为传感器技术不断的在更新，而且单片机技术在社会中得到了很大利用。用单片机和12864液晶显示屏组合起来的传感器架构普遍存在，因为现在的单片机有非常多的优点，他们有非常多的串口,不会受到其他的干扰，,使用范围比较大。在这样情况下，磁感强度检测机可以很好的利用单片机和12864液晶显示器的组合完成设计。本次设计中是用霍尔传感器做磁感强度的数据收集工作,然后通过ADC0809转换数据最后早12864液晶显示屏上显示数据。1.3. 设计意义与目的如今，伴随着信息技术及信息产业的飞速发展、磁场强度检测在工业生产、科研、教学等行业中的起着重要的作用，广泛应用于以电磁场理论为基础的电气、通讯、抗电磁干扰、仪器漏磁、永磁体磁力检测等行业。由于现在工业、工程、信息技术、电力电子等技术的飞速发展、对磁场的检测越来越显得重要。另外、由于现代信息技术、电子技术、通讯技术等教育水平的发展成熟，需求一款低成本、便携的磁场强度测量仪器、并且实用于实验室、户外等一些相对正常的环境条件。因此，在当前的实际条件下，设计出一款高性价比的磁场强度测量仪来方便各类工程技术人员以及实验室的实践研究显得尤为重要，具有十分重大的实际意义和科研价值。1.4. 设计要求在本次设计的主要内容 ： 1 了解磁感强度检测计测量磁性参数原理，掌握磁感强度检测计设计的基本要求。2 熟悉磁感强度检测计功能，选择传感器并设计信号处理电路，用绘制系统总体结构图和传感器、信号检测和控制单元电气原理图。 3 根据工作原理，绘制软件工作流程图，编写算法软件。 4 制作实验室原型。2. 系统架构本设计是基于基于AT89C51的磁感强度检测计的设计，系统由线性霍尔传感器、信号处理电路、模数转换电路、中央处理器（微控器）及其最小系统电路、液晶显示电路、系统电源电路及键盘电路组成。在设计中，开关按下，线性霍尔传感器开始检测到磁感强度，然后通过模数转换电路转换后，发送到单片机，最后在12864液晶显示屏上显示。简易的系统方框图如图5所示。系统电源电路单 片 机霍尔传感器信号处理信号处理A/D转换显示电路按键及最小系统图5：系统方框图2.1. 系统运行概述本实验采用线性霍尔传感器检测磁场强度，电路采用AT89C51的P0口读取外部AD转换芯片ADC0809第8路（来自霍尔传感器的数据）的数据，然后在12864上显示出来。ADC0809主要是把霍尔传感器输出的模拟信号转换成数字信号后送到AT80C51的P0端口上，当系统检