1、（2011届）毕业设计题目一种基于单片机的便携式电磁场检测仪设计姓名专业电子信息工程班级学号指导教师导师职称2011年05月30日一种基于单片机的便携式电磁场检测仪设计摘要本设计是制作一种基于单片机的便携式电磁场检测仪，该设计有硬件和软件两部分共同实现。硬件部分由霍尔传感器，调整电路，A/D转换器，微处理器CPU，液晶显示器五个部分组成。硬件设计过程中绘制出系统原理图，完成整个硬件系统的搭建及系统的调试工作。软件部分即通过对单片机编程，在LCD液晶上实现测量信号的动态实时显示，显示环境信息等相关参数。整合程序，使编程实现便携式电磁场检测仪基本功能。进一步完善程序，增加整个系统的稳定性。本设计既
2、可测量直流磁场，又可测量交变磁场，体积小，性能高，适用频率范围宽，应用前景广泛，适用于宽频的电磁场、微波、直流电磁场电磁场、计算机房、电厂和用电环境等永久磁场，具有较大的应用价值。关键词检测仪，硬件，软件，磁场IAMICROCONTROLLERBASEDDESIGNOFPORTABLEFIELDMEASUREMENTINSTRUMENTABSTRACTTHISDESIGNISTOPRODUCEAPORTABLEELECTROMAGNETICFIELDBASEDONSINGLECHIPDETECTORTHEDESIGNOFHARDWAREANDSOFTWARETOGETHERTOACHIEVEH
3、ARDWAREPARTBYTHEHALLSENSOR,ADJUSTTHECIRCUITS,A/DCONVERTER,MICROPROCESSORCPU,LCDMONITORCOMPOSEDOFFIVEPARTSHARDWAREDESIGNPROCESS,THESYSTEMSCHEMATICDRAWING,COMPLETETHEENTIREHARDWARESYSTEMSTRUCTURESANDSYSTEMDEBUGGINGSOFTWAREPARTISPROGRAMMEDTHROUGHTHEMCU,LCDLIQUIDCRYSTALINTHEMEASUREMENTSIGNALTOACHIEVEDYN
4、AMICREALTIMEDISPLAY,DISPLAYENVIRONMENTALINFORMATION,ANDOTHERRELATEDPARAMETERSINTEGRATIONPROCESS,SOTHATPROGRAMMINGTHEBASICFUNCTIONSOFAPORTABLEELECTROMAGNETICFIELDDETECTORFURTHERIMPROVEPROCESSESANDINCREASETHESTABILITYOFTHEWHOLESYSTEMTHISDESIGNCANMEASURETHEDIRECTCURRENTMAGNETICFIELD,ALTERNATINGMAGNETIC
5、FIELDCANBEMEASURED,SMALLSIZE,HIGHPERFORMANCE,SUITABLEFREQUENCYRANGEISWIDE,WIDEPROSPECTSFORBROADBANDELECTROMAGNETICFIELDS,MICROWAVE,THEDIRECTCURRENTELECTROMAGNETICFIELDS,COMPUTERROOMS,POWERPLANTSANDELECTRICITYPERMANENTMAGNETICFIELDENVIRONMENT,WITHGREATVALUEKEYWORDSDETECTOR,HARDWARE,SOFTWARE,MAGNETICF
6、IELDII目录一种基于单片机的便携式电磁场检测仪设计III摘要IIIABSTRACTIV1绪论111设计电磁场检测仪的背景及意义112电磁场检测仪研究的最新成果及动态1121测量电磁场常用的研究方法1122电磁场检测仪的研究现状313本课题研究的主要内容32整体方案设计421总体实现原理概述422系统主要元器件的介绍4223A/D转换器623关键技术难点与解决途径73基于单片机的便携式电磁场检测仪的具体设计831霍尔元件832基准电压的设计1233调理电路模块的设计12331信号处理与采集电路12332仪表放大单元12333数字调零1434A/D转换电路1435液晶显示单元1536单片机及存
7、储系统164系统软件设计1741主程序软件设计1742A/D软件设计1843数据处理模块2044液晶显示单元软件设计205成果展示及分析24参考文献27致谢28附录29毕业设计01绪论11设计电磁场检测仪的背景及意义电磁场普遍存在于人们的生产生活中，是一种可控的物理场，具有其独特的性能。近年来，随着经济的快速发展，人们对物质生活的要求越来越高，电视机，电冰箱，空调，电脑等各种高科技电器产品都已普及千家万户。然而，科学研究发现，各种电子产品或电子设备在人们的使用过程中都会产生一种对人体具有潜在危害的物质电磁波，这些电磁波对人体产生辐射作用。常见的例如，为什么人坐在电脑前久了皮肤会变差严重的特别是
8、高频电磁波和强度较大的电磁场作用于人体后，导致人的精力和体力集聚衰退,容易得白内障、心血管等疾病，甚至导致人类免疫机能的下降,从而引起癌症等病变。这些困扰人们生活的其中之一就是电磁场辐射13。可见，电磁场的测量极为重要，目前电磁场的测量已广泛应用于工业、电子、通讯和国防等科学研究，但是高精度、便携式的电磁场测量仪多用于科学研究，且价格昂贵，因此开发一种价格低廉，便携易用的电磁场测量仪具有较强的应用价值及重大意义。12电磁场检测仪研究的最新成果及动态121测量电磁场常用的研究方法目前测量电磁场常用的方法可分为如下几种（1）电磁感应法电磁感应法是由法拉第电磁感应定律得到的,通过线圈感应电动势来确定
9、磁通量的变化,从而得到电磁场强度。这种方法的测量元件采用了单匝线圈,通过良好的接地和屏蔽措施等提高测量系统的稳定性和抗干扰能力。首先进行电流值的计算，然后将磁场测得的结果与通过该电流计所得的理论值做比较,若误差很小,即可验证方案的可行性。这种方案最主要的是屏蔽问题，只要有很好的屏蔽措施,电磁感应法就可以作为测量磁场强度的一种有效方法。（2）霍尔效应法霍尔效应法是采用霍尔传感器来进行测量的一种方法。霍尔传感器由电源提供激励电流，这种方法所采用的电路图中有可变电阻，用来调节激励电流的大小。霍尔电势的负载电阻，一般用于表征显示仪表、记录装置或放大器的输一种基于单片机的便携式电磁场检测仪设计1入阻抗。
10、磁通计中的传感器一般都采用具有线性特性的霍尔元器件，开关特性随磁体本身材料及形状不同而不同，低磁场时磁通达到饱和状态，直流无刷电动机的控制一般采用有开关元件的霍尔传感器。它会产生不等位电势，相应的也会产生不等位电阻。由于采用恒流源输入作为激励电流，所以传感器的输出只能由磁场的强度来决定。（3）磁阻效应法磁阻效应是指某些金属或半导体的电阻值随外加磁场变化而变化的现象。与霍尔效应一样，磁阻效应也是由于载流子在磁场中受到洛伦磁力作用而产生。当达到稳态时，某一速度的载流子所受到的电场力等于其洛伦磁力，载流子在两端集聚产生霍尔电场，速度较慢的载流子偏向于电场力方向，速度较快的载流子则偏向于洛伦磁力方向。
11、这种偏转导致外加电场方向运动的载流子数量大大减少，从而使电阻增加。这种方法将处于磁场中的磁阻器件与一个外接电阻串联，接在恒流源的分压电路中，通过调节电阻大小来调节磁阻器件中电流的大小，用电压表可以分别测量外接电阻的电压和磁阻器件的电压，最后得到电磁场强度的大小。（4）核磁共振法核磁共振法是一种采用扫场的方法观察核磁共振现象并进行共振频率测量的一种方法。这种方法需要有一个恒定的外磁场B0和一个与B0和M所组成的平面垂直的旋转磁场B1。当0B0时，发生核磁共振。观察核磁共振信号有两种方法一是固定B0，让B1的频率不断的变化并通过共振区，当0B0时，就会出现共振信号，这种方法称为扫频法。二是固定B1
12、的频率不变，让B0不断变化扫过共振区，则为扫场法。一般情况下均采用扫场法。（5）磁通门法磁通门法是一种利用磁通门磁力仪进行测量的方法，该仪器利用具有高导磁率的软磁铁芯在外磁场的作用下而产生的电磁感应现象测定外磁场。它的传感器的基本原理基于磁芯材料的非线性磁化特性。其敏感元件是由高导磁系数、易饱和材料制成的磁芯。有两个绕组围绕该磁芯，一个是激励线圈，另一个是信号线圈。在交变激励信号的作用下，磁芯的导磁特性发生周期性饱和与非饱和间的变化，从而使围绕在磁芯上的感应线圈的输出信号与外磁场成正比，该感应信号包含F、2F等其它的谐波成分，偶次谐波含有外磁场的信息，可以通过特定的方法提取出来。这些方法各有各
13、的优点和缺点所在。例如核磁共振法测量具有较高的灵敏度，但是测得的误差比较大。磁通门法的分辨率极高，但是测量的频率范围约在10HZ以内，只适用于测量缓慢变化的恒定磁场，一般专业用于毕业设计2地磁勘探测量。霍尔效应法是一种比较理想的测量方法，其使用的霍尔器件灵敏度高、体积小、适应频率和温度范围宽,而且这种方法既可测量恒定磁场,又可测量交变磁场，简单、方便又可靠47。122电磁场检测仪的研究现状当然电磁场的测量需要相应的测量仪器，目前电磁场测量仪根据测量目的可分为宽带辐射测量仪和选频式窄带辐射测量仪。无论是宽带辐射测量仪还是选频式窄带辐射测量仪，一般都是由天线和主机两部分构成。（1）宽带辐射测量仪宽
14、带辐射测量仪通常使用宽度探头，宽度探头又可分为电场探头和磁场探头两种。电场探头由3个正交的探头、接收端接肖特基检波二极管、RC滤波器组成。检波后的直流电经过高阻传输线或光缆送入数据处理和显示电路。一般来说，这类仪器探头响应较快、动态范围较大,为避免谐振，天线偶极子的长度应远远小于被测频率的半波长。磁场探头由3个相互正交的天线和二极管、RC滤波元件、高阻线组成,用来确保其全向性和频率响应。（2）选频式窄带辐射测量仪这类仪器适用于环境中电平较低的电场强度、电磁兼容、电磁干扰的测量。选频指的是只选择某一些频率来进行测量,只让频率很小的信号进来，滤除其它频率较大的信号。选频式测量仪的灵敏度比非选频式测
15、量仪的灵敏度高很多。在某一具体的电磁场环境中,对设备电磁辐射的评价取决于该设备本身所具有的特性、环境电磁特性及频域特性和时域特性89。13本课题研究的主要内容本课题主要研究电磁场的检测方法，结合智能测量技术实现电磁场测量的数字化和自动化。使其在测量过程中灵敏度高、体积小、适应频率和温度范围宽,而且既可测量恒定磁场,又可测量交变磁场。1测量仪系统设计的基本框架。2各个框架的基本功能及连接调试过程。3整套设计的的实现与优化过程。一种基于单片机的便携式电磁场检测仪设计32整体方案设计本章将首先介绍一种基于单片机的便携式电磁场检测仪的总体设计方案，并对该设计方案的重要元件加以介绍。然后对该设计方案的关
16、键技术难点和解决方法进行进一步的说明。21总体实现原理概述系统主要由霍尔传感器，调整电路，A/D转换器，微处理器MCU，液晶显示等部分组成，磁场测量仪系统硬件框图如图21所示。霍尔元件输出的霍尔电压经过放大电路放大，由A/D转换器采样实时采集，硬件通过单片机实现处理,计算机软件编程思想来实现，并将采集的数据通过软件编程完成数据的运算与存储,通过液晶显示器显示出对应位移的霍尔电压和磁感应强度，将测量数据和处理结果保存在单片机内，便于调出查看,对位移可实现即时显示10。霍尔传感器磁场信号处理放大恒流源A/D转换器单片机存储系统显示量程切换图21总体设计方案22系统主要元器件的介绍221霍尔传感器设
17、计系统需要采集周围信号进行测量，因此选取霍尔传感器作为采集工具，完成信号的采集工作。本设计用到的霍尔传感器型号为AH350。AH350线性霍尔传感器由电压调整器，霍尔电压发生器，线性放大器和射毕业设计4极跟随器组成。其输入是电磁感应强度，输出是和输入量成正比的电压。AH350产品不仅线性好，灵敏度高，输出电阻小，便于设计中的使用，而且它功耗比较低，温度稳定性较好，寿命长，深受使用者的喜爱。表21和表22列出了其一些主要极限参数和电特性的参数11。表21极限参数参数符号型号与量值单位电源电压VCC6V磁感应强度B不限MT工作环境温度TA2085高温存储温度TS150表22霍尔传感器的电特性参数符
18、号测试条件最小值典型值最大值单位电源电压VCC456V电源电流ICC914MA静态输出电压VOUTB02252525275V灵敏度SB90MT75135175MV/MT222集成运放设计系统在完成信号的采集之后，要对信号进行放大，因此，需要用到集成运放。集成运放是一种高增益多级直接耦合运算放大器，其应用一般分为反相放大器，同相放大器，差分放大器等，内部结构如图22所示。本设计用到的集成运算放大器型号为OP07。差动输入级放大级输出级偏置电路图图22内部结构图OP07是低噪声高精度运算放大器，具有无限大的差模输入电阻、趋于零的一种基于单片机的便携式电磁场检测仪设计5输出电阻和无限大的差模电压增益
19、及共模抑制比，其共模抑制比为126DB。具有较低的输入失调电压，较低的输入噪声电压幅度和无限大的频带宽度。当V0为有限值时，则输入的差模电压就必须趋于零。与此同时，由于差模输入电阻趋于无穷大，所以流进集成运算放大器输入端的电流也必趋于零。OP07元件图如图23所示。OP07运算放大器作用十分广泛，可应用于电压比较器，稳定积分，绝对值电路及微小信号的精确放大。尤其适用于航天、军工及要求微型化的、可靠性高的精密仪器中12。图23OP07元件图223A/D转换器设计系统在数据输出过程中需要通过A/D转换才能有效输出。原因在于霍尔传感器采集的信号为模拟信号，为便于读取数据，需要将模拟信号转换成数字信号
20、。A/D转换器即为模拟信号与数字信号之间的转换，也称模数转换器。本系统采用的A/D转换器型号为TLC1543，如右图23所示。TLC1543是TI公司设计的多通道、低价格的CMOS10位开关电容逐次A/D逼近模数转换器。该转换器采用串行通信接口，具有性价比高，输入通道多，易于和单片机接口等良好性能。芯片内部装有一个14通道的多路选择器，可直接选择11个模拟输入通道或者3个内部自测电压中的任意一个进行测试，可广泛应用于各种数据采集系统。TLC1543的分辨率为10位，电源电压为5V，接口形式为串行数据总线接口，转换时间为10US。它有11路模拟信号输入端，模拟信号输入由内部多路器选择。有一个4为
21、串行数据输入端，用来选择下一个即将被转换的模拟输入或测试电压13。AIN12AIN23AIN34AIN45AIN56AIN67AIN78AIN89AIN91AIN1012REF14REF13AIN01SDO16ADDR17CS15EOC19CLK18U5TLC1543图23A/D转换器毕业设计6224液晶显示器设计系统输出的信号通过A/D转换后需要通过液晶显示屏显示测量数值。因此系统中采用LCD1602液晶显示器。LCD1602液晶显示器的显示容量为162个字符，最佳工作电压为5V。该显示器内嵌入微控制器，控制器内带有80字节的RAM缓冲区。对控制器进行读写操作前，都必须进行读写检测。该显示器
22、的状态字说明如表23。表23状态字说明STA7D7STA6D6STA5D5STA4D4STA3D3STA2D2STA1D1STA0D0STA06当前数据地址指针的数值STA7读写操作使能1禁止0允许LCD1602指令初始化过程包括延时15MS，写指令38H，延时5MS，写指令38H，再延时5MS，写指令38H，以后每次写指令、读/写操作之前均需要检测忙信号。然后进行显示模式的设置，关闭，清屏直至结束14。23关键技术难点与解决途径通过对目标系统的技术指标进行分析，结合电磁场测量的基本原理，不难发现，设计该测量仪的关键技术难点如下1、信号的采集2、小信号的放大3、26V基准电压的实现针对以上三个
23、关键技术难点，在本设计中采用了以下的解决措施1、对信号的采集，本设计采用高灵敏度霍尔传感器。但是，元件库中没有霍尔传感器，因此，本设计中在PROTEUS软件中创建了一个模拟霍尔传感器。2、根据本设计中采用的TLC1543型号A/D转换器，电压范围为05V，而霍尔传感器采集到的信号均为弱小信号，则需要将小信号进行放大，使其满足A/D转换器的电压范围。因此，本设计采用集成运算放大器（差分运算放大器和反向运算放大器）进行放大。3、由于霍尔传感器的基准电压为26V，而现实生产生活中，一般使用的电源电压均为5V或者12V,一般电池电压均为15V，由此可见，想要直接得到26V的电压比较困难。因此，本设计中
24、连接了一个外接电路，输入电源电压为5V，通过计算及对滑动变阻器的不断调节，使其最后输出端的电压为26V。一种基于单片机的便携式电磁场检测仪设计73基于单片机的便携式电磁场检测仪的具体设计本章通过对电磁场检测仪所采用的各部分电路进行分析，说明相关设计原理。本设计包括霍尔元件的设计、基准电压的设计、调理电路的设计、AD转换电路的设计、液晶显示的设计及单片机存储六个模块。设计过程中，首先需要采集周围电磁场的信号，因此本设计中采用霍尔传感器进行信号采集。将采集到的信号通过调理电路模块、AD转换模块、液晶显示模块进行有效的输出显示，以完成设计。31霍尔元件311霍尔效应霍尔效应的基本原理是通过电流的半导
25、体在垂直于电流方向的磁场作用下，在导体的垂直于电流和磁场方向的两个面会出现电势差，这个电势差被称为霍尔电动势。方便起见，假设导体是一个长方体，如图31所示在Y方向通以电流I，在Z方向施加一个磁感应强度为B0的磁场，那么载流子在X方向上受到洛伦兹力的作用，在两端产生霍尔电动势EH，用公式表示为EHRHIB0/D15。B0IDEHXYZ图31霍尔效应原理图霍尔元件就是确定霍尔电动势与外磁场的比例关系。所以可以通过改变电流I的大小，使其达到预先设置的霍尔电动势EH与外磁场B0的比例关系。312霍尔元件模型的创建由于PROTEUS仿真模型库中没有霍尔传感器这个元件，因此本设计中就需要自己创建霍尔元件的
26、模型，将模拟霍尔传感器的元件放在PROTEUS库中，以帮助整个设计电路的实现。毕业设计8创建霍尔元件模型流程如下（1）绘制原理图符号在PROTEUSISIS中选择2D工具绘制霍尔元件的原理图符号，如图32所示,并进行引脚编辑，图33表示了编辑引脚对话框。图32霍尔元件原理图符号图33编辑引脚（2）霍尔元件制作选中霍尔元件原理图符号，点击MAKEDEVICE命令，跳出一个对话框如图34所示，按该图所示设置相应属性。元件名称为SHEN，前缀为U。按NEXT键直到出现“COMPONENTPROPERTIESUINTIUCHARAL0,AH0CLOCK0_CS0PORTINCLUDE/内部等待函数UN
27、SIGNEDCHARLCD_WAITVOID/读状态，LCD判忙LCDRS0LCDRW1_NOP_LCDEN1_NOP_/WHILEDBPORT/在用PROTEUS仿真时，注意用屏蔽此语句，在调用GOTOXY时，会进入死循环，/可能在写该控制字时，该模块没有返回写入完备命令，即DBPORTRETURNDBPORT一种基于单片机的便携式电磁场检测仪设计21/向LCD写入命令或数据DEFINELCD_COMMAND0/COMMANDDEFINELCD_DATA1/DATADEFINELCD_CLEAR_SCREEN0X01/清屏DEFINELCD_HOMING0X02/光标返回原点VOIDLCD_
28、WRITEBITSTYLE,UNSIGNEDCHARINPUTLCDEN0LCDRSSTYLELCDRW0_NOP_DBPORTINPUT_NOP_/注意顺序LCDEN1_NOP_/注意顺序LCDEN0_NOP_LCD_WAIT/设置显示模式DEFINELCD_SHOW0X04/显示开DEFINELCD_HIDE0X00/显示关DEFINELCD_CURSOR0X02/显示光标DEFINELCD_NO_CURSOR0X00/无光标DEFINELCD_FLASH0X01/光标闪动DEFINELCD_NO_FLASH0X00/光标不闪动VOIDLCD_SETDISPLAYUNSIGNEDCHARD
29、ISPLAYMODELCD_WRITELCD_COMMAND,0X08|DISPLAYMODE/设置输入模式DEFINELCD_AC_UP0X02DEFINELCD_AC_DOWN0X00/DEFAULTDEFINELCD_MOVE0X01/画面可平移DEFINELCD_NO_MOVE0X00/DEFAULTVOIDLCD_SETINPUTUNSIGNEDCHARINPUTMODE毕业设计22LCD_WRITELCD_COMMAND,0X04|INPUTMODE/移动光标或屏幕/DEFINELCD_CURSOR0X02DEFINELCD_SCREEN0X08DEFINELCD_LEFT0X00
30、DEFINELCD_RIGHT0X04VOIDLCD_MOVEUNSIGNEDCHAROBJECT,UNSIGNEDCHARDIRECTIONIFOBJECTLCD_CURSORLCD_WRITELCD_COMMAND,0X10|DIRECTIONIFOBJECTLCD_SCREENLCD_WRITELCD_COMMAND,0X18|DIRECTION/初始化LCDVOIDLCD_INITIALLCDEN0LCD_WRITELCD_COMMAND,0X38/8位数据端口,2行显示,57点阵LCD_WRITELCD_COMMAND,0X38LCD_SETDISPLAYLCD_SHOW|LCD_N
31、O_CURSOR/开启显示,无光标LCD_WRITELCD_COMMAND,LCD_CLEAR_SCREEN/清屏LCD_SETINPUTLCD_AC_UP|LCD_NO_MOVE/AC递增,画面不动VOIDGOTOXYUNSIGNEDCHARX,UNSIGNEDCHARYIFY0LCD_WRITELCD_COMMAND,0X80|XIFY1LCD_WRITELCD_COMMAND,0X80|X0X40VOIDPRINTSTRINGUNSIGNEDCHARSTR一种基于单片机的便携式电磁场检测仪设计23WHILESTR0LCD_WRITELCD_DATA,STRSTRENDIF5成果展示及分析
32、经过长时间的工作，终于完成了整套设计的制作。在PROTEUS的软件环境下绘制出电路图，通过软件仿真实现设计目的。如图51和52为某个不同时刻软件仿真测试结果毕业设计24图51软件仿真电路图图52软件仿真电路图本次设计的优点及不足之处首先，本次设计采用霍尔传感器将采集信号进行传输测试，由于PROTEUS软件元件库中没有霍尔传感器，因此我们采用模拟霍尔传感器的方法实现霍尔传感器的运用，这是一种创新的方法，值得借鉴。其次，设计电路通过软件仿真，能够顺利实现设计目的，值得欣喜。但是，遗憾的是此次设计只是做了一个软一种基于单片机的便携式电磁场检测仪设计25件仿真的过程，还没有制作出实物。不过，可以确定这
33、个设计方案是可行的，做实物可以根据此设计方案进行制作。接下来所做的工作就是对实物的制作。毕业设计26结论毕业设计是每个大学生必须通过的最后一课，如果说在过去四年里，我们的学习是一个知识的积累过程，那么现在的毕业设计就是对过去所学知识的综合运用，是对理论进行深化和重新认识的时间活动，对实践进行锻炼的最佳方式。在这近两个月的毕业设计中，我们有艰辛的付出，当然更多的是丰收的喜悦。在整个毕业设计过程中，经历了各种各样的困难。当刚刚定题的时候，感觉一阵茫然，不知所措。开始向导师请求解释。于是一步步进入，查找书籍，查找网络资料，查阅了很多相关文章。在导师的耐心教导下，循序渐进，一模块一模块的理解，一模块一
34、模块的描述，再是一模块一模块的画电路图，最后终于完成了整个电路的设计，一阵喜悦油然而生。于是开始论文的撰写，慢慢的终于完成了整套毕业设计的制作。在这个过程中，我对课堂上学过的知识有了更深一步的理解，甚至学到了很多课堂上从未接触过的东西，让我体会到其实学什么做什么都不难，只要你肯学你肯做。通过这次毕业设计，我不仅对理论有了更深一步的认识，还培养了自己的接受能力，自学能力和分析解决问题的能力，更重要的是，培养了我的耐心，培养了克服困难的勇气和信心。一种基于单片机的便携式电磁场检测仪设计27参考文献1汪琛，尹涵春，赵宏卫，童林夙电场强度的三维数值计算方法的研究J东南大学学报,1996,032吴炳强合
35、理选择汽轮发电机转子大齿表面横向槽的几何尺寸J大电机技术,1983,023HHALL,冯国鸣,谭天祐电极几何参数、电场强度对电收尘性能的影响J建筑热能通风空调,1985,024王红梅电场和磁场的对比学习J河北自学考试,2005,075黄宜升电场强度与磁场强度J南昌水专学报,1993,026郝新亚,姜永珉,张琼近场局部目标强度分析J舰船科学技术,1994,047李成榕,王文端,林章岁,王景春暂态电场球形测量探头的研究J华北电力大学学报,1993,S18蔡建乐，乔楚良力和电场强度叠加原理的相对论分析J广西物理,1995,Z29汪琛，尹涵春，童林夙电场强度的三维数值计算J真空电子技术,1996,02
36、10张飞舟,刘尚合雷电电磁脉冲场的近场近似J高电压技术,2001,0611电磁波理论M孔金瓯电子工业出版社200312电磁场理论基础M王蔷、李国定、龚克清华大学出版社200113张玉华金属平板表面缺陷扰动的磁场量分布研究D国防科学技术大学,200314李伟基于交流电磁场的缺陷智能可视化检测技术研究D中国石油大学200715袁明辉电磁场理论教学研究J科技创新导报，2010/0516薛程颢基于霍尔元件的电磁场检测J，科协论坛，2010/0817张闪基于ANSYS的多相流测井传感器电磁场仿真研究J石油仪器，2010/02毕业设计28附录相关程序INCLUDEINCLUDEINCLUDEUNSIGNE
37、DCHARTEMPBUFFER6VOIDINTTOSTRUNSIGNEDINTT,UNSIGNEDCHARSTRFLOATJIZHUN_AD25UCHARIINTKONGZHIVOIDMAINVOIDWHILE1KAISHI0JIESHU0KONGZHIKAISHIWHILEKONGZHIUINTAD_AD0FLOATAD_DATA00LCD_INITIALAD_ADREAD15438/8第8号通道（010）AD_DATAFLOATAD_ADJIZHUN_AD/102400005AD_ADAD_DATA1000INTTOSTRAD_AD,GOTOXY1,0PRINTSTRINGIFJIESHU
38、1KONGZHI0VOIDINTTOSTRUINTT,UCHARSTRUNSIGNEDCHARA5A0T/1000100/取得整数值到数组A1A2T/100100一种基于单片机的便携式电磁场检测仪设计29A3T/10100A4T/1100STRA0STR/加入有效的数字STRA1STRSTRA2STRSTRA3STRSTRA4STRSTR0INCLUDEINCLUDEINCLUDE/使用XBYTE必须使用的头文件/DEFINEUCHARUNSIGNEDCHARDEFINEUINTUNSIGNEDINTDEFINEULONGUNSIGNEDLONG/1602管脚定义/PORTDEFINITION
39、SDEFINELCDRSP1_0DEFINELCDRWP1_1DEFINELCDENP1_2DEFINEDBPORTP0/P00X80,P10X90,P20XA0,P30XB0数据端口/1543管脚定义/DEFINECLOCKP2_3DEFINED_INP2_1DEFINED_OUTP2_0DEFINE_CSP2_2/按钮定义/DEFINEKAISHIP1_3DEFINEJIESHUP1_4IFNDEFLCD_CHAR_1602_2011_5_5DEFINELCD_CHAR_1602_2011_5_5INCLUDEINCLUDE/内部等待函数毕业设计30UNSIGNEDCHARLCD_WAIT
40、VOID/读状态，LCD判忙LCDRS0LCDRW1_NOP_LCDEN1_NOP_/WHILEDBPORT/在用PROTEUS仿真时，注意用屏蔽此语句，在调用GOTOXY时，会进入死循环，/可能在写该控制字时，该模块没有返回写入完备命令，即DBPORTRETURNDBPORT/向LCD写入命令或数据DEFINELCD_COMMAND0/COMMANDDEFINELCD_DATA1/DATADEFINELCD_CLEAR_SCREEN0X01/清屏DEFINELCD_HOMING0X02/光标返回原点VOIDLCD_WRITEBITSTYLE,UNSIGNEDCHARINPUTLCDEN0LC
41、DRSSTYLELCDRW0_NOP_DBPORTINPUT_NOP_/注意顺序LCDEN1_NOP_/注意顺序LCDEN0_NOP_LCD_WAIT/设置显示模式DEFINELCD_SHOW0X04/显示开DEFINELCD_HIDE0X00/显示关DEFINELCD_CURSOR0X02/显示光标DEFINELCD_NO_CURSOR0X00/无光标DEFINELCD_FLASH0X01/光标闪动DEFINELCD_NO_FLASH0X00/光标不闪动VOIDLCD_SETDISPLAYUNSIGNEDCHARDISPLAYMODELCD_WRITELCD_COMMAND,0X08|DIS
42、PLAYMODE一种基于单片机的便携式电磁场检测仪设计31/设置输入模式DEFINELCD_AC_UP0X02DEFINELCD_AC_DOWN0X00/DEFAULTDEFINELCD_MOVE0X01/画面可平移DEFINELCD_NO_MOVE0X00/DEFAULTVOIDLCD_SETINPUTUNSIGNEDCHARINPUTMODELCD_WRITELCD_COMMAND,0X04|INPUTMODE/移动光标或屏幕/DEFINELCD_CURSOR0X02DEFINELCD_SCREEN0X08DEFINELCD_LEFT0X00DEFINELCD_RIGHT0X04VOIDL
43、CD_MOVEUNSIGNEDCHAROBJECT,UNSIGNEDCHARDIRECTIONIFOBJECTLCD_CURSORLCD_WRITELCD_COMMAND,0X10|DIRECTIONIFOBJECTLCD_SCREENLCD_WRITELCD_COMMAND,0X18|DIRECTION/初始化LCDVOIDLCD_INITIALLCDEN0LCD_WRITELCD_COMMAND,0X38/8位数据端口,2行显示,57点阵LCD_WRITELCD_COMMAND,0X38LCD_SETDISPLAYLCD_SHOW|LCD_NO_CURSOR/开启显示,无光标LCD_WRI
44、TELCD_COMMAND,LCD_CLEAR_SCREEN/清屏LCD_SETINPUTLCD_AC_UP|LCD_NO_MOVE/AC递增,画面不动/VOIDGOTOXYUNSIGNEDCHARX,UNSIGNEDCHARYIFY0LCD_WRITELCD_COMMAND,0X80|X毕业设计32IFY1LCD_WRITELCD_COMMAND,0X80|X0X40VOIDPRINTSTRINGUNSIGNEDCHARSTRWHILESTR0LCD_WRITELCD_DATA,STRSTRENDIFINCLUDEUINTREAD1543UCHARPORT/从TLC1543读取采样值,形参P
45、ORT是采样的通道号UINTADUINTIUCHARAL0,AH0CLOCK0_CS0PORT4FORI0I4I/把通道号打入1543D_INBITPORTCLOCK1CLOCK0PORT1FORI0I6I/填充6个CLOCKCLOCK1CLOCK0_CS1_NOP_NOP_NOP_NOP_NOP_NOP_NOP_NOP_NOP_NOP_NOP_NOP_NOP_NOP_NOP_NOP_NOP_NOP_NOP_NOP_NOP_CS0/等待AD转换_NOP_NOP_NOP_一种基于单片机的便携式电磁场检测仪设计33FORI0I2I/取D9,D8D_OUT1CLOCK1AH1IFD_OUTAH0X0
46、1CLOCK0FORI0I8I/取D7D0D_OUT1CLOCK1AL1IFD_OUTAL0X01CLOCK0_CS1ADUINTAHAD8ADUINTAL/得到AD值RETURNAD毕业设计34毕业设计（论文）文献综述题目一种基于单片机的便携式电磁场检测仪设计专业电子信息工程1前言电磁场是大自然中普遍存在的现象，是一种可控的物理场，具有独特的性能。近年来，随着经济的快速发展，人们对物质生活的要求越来越高，电视机，电冰箱，空调，电脑等各种高科技电器产品都已普及千家万户。然而，科学研究发现，各种电器产品或电子设备在人们的使用过程中均会产生一种对人体有潜在危害的电磁波，这些电磁波对人体产生辐射作用
47、。常见的例如，为什么人坐在电脑前工作久了脸部皮肤会变差严重的尤其是高频电磁波和较强的电磁场作用于人体后，导致人的精力和体力减退,容易产生白内障、心血管等疾病，甚至导致人类免疫机能低下,从而引起癌症等病变。这些困扰人们生活的其中之一就是电磁场辐射13。电磁场辐射区可以分为近区和远区。近区场又叫感应场,是以场源为中心的1个波长范围内的区域。近区场内,电场强度的大小与磁场强度的大小没有确定的关系。一般而言,对于高电压、低电流的场源，电场强度大于磁场强度；对于低电压、高电流的场源，磁场强度大于电场强度。近区场的电磁场强度随距离的变化比较快,在空间内的不均匀度也比较大。近区场的电磁场强度远远大于远区场的
48、电磁场强度。远区场又称辐射场,是以场源为中心的1个波长范围外的区域。远区场中所有的电磁能量均以电磁波的形式辐射出去,所以远区场辐射强度的衰减要慢于近区场；远区场中的电场强度与磁场强度的关系是确定的，电场与磁场的方向相互垂直,都垂直于电磁波的传播方向；远区场的电磁场强度较小，因此也称弱场区46。可见，电磁场的测量极为重要，目前电磁场的测量已广泛应用于工业、电子、通讯和国防等科学研究，但是高精度、便携式的电磁场测量仪多用于科学研究，且价格昂贵，因此开发一种价格低廉，便携易用的电磁场测量仪具有较强的应用价值及重大意义。2主题部分1、对于不同的电磁场环境,有不同的测量方法，下面列举几种常见环境的测量一
49、种基于单片机的便携式电磁场检测仪设计35（1）微波场测量微波场是指由雷达天线等会产生辐射的物体在空间形成的电磁场。首先，在系统天线布置图中注明所有微波天线的位置及相应的参数。其次，由于微波场在空间内存在着剧烈的变化,所有必须使用探头对测试区域内的场进行测试,确定其最大值。于是进行微波脉冲场的测量，由于脉冲峰值与平均值功率密度之比达到上千倍,因此要求测量仪具有很大的承载能力。被测场强的峰值不能大于说明书中给定的最大峰值。然后安装天线或探头时,所有金属体都应尽量远离探头,连接电缆应与场极化方向互相垂直。最后多次测量天线扫描场的大小,取其最大值。（2）射频电磁场测量射频电磁场测量主要是指由电台等辐射体形成的电磁场强度的测量。首先，需要提供被测射频场源的频率、发射功率、天线尺寸等数据。其次，进行电压发射源和电流发射源的区分,用偶极子天线来进行电场测量,用环状天线来进行磁场测量。然后，用高阻馈线或光纤作为探头引出馈线,注意产生的干
