畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于stm32的測(cè)量定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　第一章 緒 論</b></p><p><b>　　1.1概述</b></p><p><b>　　1.1.1研究現(xiàn)狀</b></p><p>　　在地質(zhì)勘探或是油田勘探的過程中，常會(huì)用到地震勘探。爆炸震源是地震勘探中廣泛采用的非人工震源。雖然目前已發(fā)展了重錘、連續(xù)震

2、動(dòng)源、氣動(dòng)震源等一系列地面震源，但陸地地震勘探經(jīng)常采用的重要震源仍為炸藥。</p><p>　　炸藥安放的過程中需要測(cè)量起爆電纜的長(zhǎng)度，準(zhǔn)確的測(cè)定線路的長(zhǎng)度是勘探順利進(jìn)行的前提和保證。但是由于炸藥安放在地面下的豎井中，難以直接測(cè)量線纜的長(zhǎng)度。目前勘測(cè)中常使用的方法是利用電阻表測(cè)量電纜的電阻值，再通過換算得出導(dǎo)線的長(zhǎng)度。測(cè)量過程中需要人工對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行換算和記錄，不僅增加了勘探的工作量，在換算和記錄過程中還容易產(chǎn)生

3、錯(cuò)誤。</p><p>　　在地址勘測(cè)中，勘測(cè)地點(diǎn)往往都在野外，缺乏固定的標(biāo)記物和指示。尤其在密林和荒漠等環(huán)境中，必須借助儀器來定位。目前最常用定位儀器通常都要使用到GPS。</p><p>　　GPS是Global Positioning System（全球定位系統(tǒng)）的縮寫，是美國(guó)從本世紀(jì)70年代開始研制，歷時(shí)20年，耗資200億美元，于1994年全面建成，具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)

4、三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)的建立從根本上解決了人類在陸地、海洋、航空、航天等各個(gè)方面的導(dǎo)航和定位問題, 具有很高的實(shí)用價(jià)值。在電力系統(tǒng)通信和電力系統(tǒng)自動(dòng)化等領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　當(dāng)初，設(shè)計(jì)GPS系統(tǒng)的主要目的是用于導(dǎo)航，收集情報(bào)等軍事目的。但是，后來的應(yīng)用開發(fā)表明，GPS系統(tǒng)不僅能夠達(dá)到上述目的，而且用GPS衛(wèi)星發(fā)來的導(dǎo)航定位信號(hào)能夠進(jìn)行厘米級(jí)甚至毫米級(jí)精度的靜態(tài)相對(duì)

5、定位，米級(jí)至亞米級(jí)精度的動(dòng)態(tài)定位，亞米級(jí)至厘米級(jí)精度的速度測(cè)量和毫微秒級(jí)精度的時(shí)間測(cè)量。因此，GPS系統(tǒng)展現(xiàn)了極其廣泛的用途。</p><p>　　用GPS信號(hào)可以進(jìn)行海、空和陸地的導(dǎo)航，導(dǎo)彈的制導(dǎo)，大地測(cè)量和工程測(cè)量的精密定位，時(shí)間的傳遞和速度的測(cè)量等。對(duì)于測(cè)繪領(lǐng)域，GPS衛(wèi)星定位技術(shù)已經(jīng)用于建立高精度的全國(guó)性的大地測(cè)量控制網(wǎng)，測(cè)定全球性的地球動(dòng)態(tài)參數(shù)；用于建立陸地海洋大地測(cè)量基準(zhǔn)，進(jìn)行高精度的海島陸地聯(lián)測(cè)以及

6、海洋測(cè)繪；用于監(jiān)測(cè)地球板塊運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和地殼形變；用于工程測(cè)量，成為建立城市與工程控制網(wǎng)的主要手段。用于測(cè)定航空航天攝影瞬間的相機(jī)位置，實(shí)現(xiàn)僅有少量地面控制或無地面控制的航測(cè)快速成圖，導(dǎo)致地理信息系統(tǒng)、全球環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)的技術(shù)革命。</p><p>　　自從海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中美軍成功地使用了全球定位系統(tǒng)（GPS）后，GPS衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)品就成為全球軍隊(duì)武器裝備追逐的對(duì)象。與此同時(shí)，具有定位、測(cè)量、授時(shí)等功能的GPS技術(shù)被

7、更多的行業(yè)所接受和采用，隨著信息產(chǎn)業(yè)和現(xiàn)代交通工具的發(fā)展，GPS技術(shù)更滲透于工作與生活的各個(gè)方面。近年來，水利事業(yè)中也頻繁地應(yīng)用到這項(xiàng)技術(shù)。</p><p>　　應(yīng)用于水利部門，導(dǎo)航儀可以為防汛抗洪的指揮工作提供極大的方便和幫助。大水之年，受災(zāi)地區(qū)已是水天一片，公路被淹沒，通迅設(shè)施被沖毀，如何在沒有任何參照物的情況下，將大量搶險(xiǎn)物資運(yùn)送到指定地點(diǎn)，將緊急救援人員準(zhǔn)確調(diào)動(dòng)到前線，"多用途衛(wèi)星導(dǎo)航定位儀&q

8、uot;可以擔(dān)此重任。它能為救援工作提供指導(dǎo)行進(jìn)的電子地圖，救援人員根據(jù)電子地圖自行導(dǎo)航，借助衛(wèi)星定位技術(shù)和電子地圖顯示自行判讀，明確自己現(xiàn)在的地理位置和到達(dá)目的地的距離及所需時(shí)間。為保障迅速到達(dá)目的地，救援人員還可以在電子地圖中預(yù)設(shè)行進(jìn)路線，并在重要的位置進(jìn)行標(biāo)定，當(dāng)沿自選的路線行動(dòng)，發(fā)生偏航時(shí)系統(tǒng)全自報(bào)警，保證正確地行動(dòng)。</p><p>　　當(dāng)前，對(duì)目的地及周邊環(huán)境的查詢需求帶動(dòng)了GPS導(dǎo)航市場(chǎng)的繁榮。據(jù)相

9、關(guān)統(tǒng)計(jì)，歐美國(guó)家導(dǎo)航設(shè)備普及率達(dá)到90%，日本更是超過95%。一項(xiàng)對(duì)3G應(yīng)用的展望和創(chuàng)意的專業(yè)調(diào)查顯示，17.79%的被調(diào)查者選擇了3G網(wǎng)絡(luò)視頻對(duì)話，15.34%的被調(diào)查者選擇了GPS/地圖搜索，在3G時(shí)代來臨之際，人們對(duì)GPS/電子地圖的關(guān)注，足以顯現(xiàn)它對(duì)日常生活中的重要性。</p><p>　　2005年，我國(guó)民用汽車保有量就達(dá)到了3160萬輛，但是裝載導(dǎo)航設(shè)備的車輛，還不足2%。盡管不少汽車廠家對(duì)其高端車型

10、在出廠前就安裝了導(dǎo)航系統(tǒng)，對(duì)其他低端車型也會(huì)有選裝導(dǎo)航產(chǎn)品的服務(wù)，但價(jià)格不菲的車載導(dǎo)航儀讓不少買車的人放棄了實(shí)用性很強(qiáng)的導(dǎo)航配置。按照私人汽車擁有量年均增速20%測(cè)算，對(duì)導(dǎo)航產(chǎn)品的需求也是一個(gè)很大的增量。</p><p><b>　　1.1.2研究?jī)?nèi)容</b></p><p>　　目前使用的導(dǎo)航儀或全站儀等儀器中大都帶有GPS功能，但在地震勘測(cè)過程中，尋找的目標(biāo)是事先

11、安裝好導(dǎo)線的目標(biāo)，坐標(biāo)是已知的，并不需要十分精確的目標(biāo)定位，只需引導(dǎo)使用者找到目標(biāo)即可。因此使用全站儀之類的儀器雖然精度高， 但是由于使用復(fù)雜，且使用者需要進(jìn)行專門的培訓(xùn)，給勘測(cè)帶來諸多不便。</p><p>　　而一般的導(dǎo)航儀采用的是電子地圖導(dǎo)航，需要公路或其他標(biāo)志物作為參考，顯然不適合野外使用。</p><p>　　另外，由于儀器功能單一，使用者不得不攜帶多種儀器，更加重了使用者的負(fù)擔(dān)

12、，降低了工作的效率。</p><p>　　為解決上述問題，本設(shè)計(jì)將線路測(cè)量系統(tǒng)和導(dǎo)航系統(tǒng)集成在一起，并且在測(cè)量電阻的基礎(chǔ)上增加了自動(dòng)線長(zhǎng)換算、換算參數(shù)標(biāo)定和存儲(chǔ)功能。同時(shí)，系統(tǒng)在測(cè)量線長(zhǎng)時(shí)會(huì)自動(dòng)記錄下測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)，系統(tǒng)可以通過手動(dòng)輸入坐標(biāo)或調(diào)用系統(tǒng)內(nèi)已存的坐標(biāo)指引使用者到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)。在實(shí)現(xiàn)功能的同時(shí)盡量減小使用的復(fù)雜程度，降低使用者的工作量。</p><p>　　第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)<

13、;/p><p><b>　　2.1功能分析</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)將導(dǎo)航儀和線路測(cè)量系統(tǒng)集成在一起，基本功能為兩者功能的結(jié)合。即線纜電阻測(cè)量和系統(tǒng)導(dǎo)航。</p><p>　　根據(jù)使用場(chǎng)合分析，由于系統(tǒng)測(cè)量的電纜為連接有雷管的起爆電纜，電流過大會(huì)造成危險(xiǎn)。根據(jù)工業(yè)電雷管的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 8031—2005中規(guī)定電雷管的安全電流為0.18A，

14、設(shè)計(jì)測(cè)量電流應(yīng)遠(yuǎn)小于0.18A。</p><p>　　系統(tǒng)自動(dòng)將測(cè)量得到的電阻換算成為線纜長(zhǎng)度，由于線纜的長(zhǎng)度不同將會(huì)導(dǎo)致?lián)Q算系數(shù)的變化，系統(tǒng)需在更換線纜材料時(shí)能夠?qū)Q算系數(shù)進(jìn)行標(biāo)定。</p><p>　　進(jìn)行導(dǎo)航需了解系統(tǒng)本身的坐標(biāo)和目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)。系統(tǒng)本身的坐標(biāo)需通過GPS定位實(shí)現(xiàn)，目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)可以通過手動(dòng)輸入，也可以通過選擇系統(tǒng)曾經(jīng)測(cè)試過的坐標(biāo)點(diǎn)。</p><p&g

15、t;　　綜上所述系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能為：</p><p><b>　　測(cè)量電纜電阻；</b></p><p>　　測(cè)量電流不超過50mA；</p><p>　　自動(dòng)將電阻換算為長(zhǎng)度；</p><p><b>　　測(cè)量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；</b></p><p><b>　　換算系數(shù)標(biāo)

16、定；</b></p><p>　　顯示系統(tǒng)的GPS坐標(biāo)；</p><p><b>　　輸入坐標(biāo)定點(diǎn)導(dǎo)航；</b></p><p><b>　　GPS坐標(biāo)存儲(chǔ)；</b></p><p><b>　　存儲(chǔ)坐標(biāo)定點(diǎn)導(dǎo)航。</b></p><p>&

17、lt;b>　　2.2方案選擇</b></p><p>　　2.2.1線路測(cè)量方案</p><p>　　導(dǎo)線長(zhǎng)度測(cè)量，主要用于各種電力電纜或電信電纜，為了找出適用于本設(shè)計(jì)的長(zhǎng)度測(cè)量方法，有必要對(duì)己知的線路故障定位方法進(jìn)行分析。</p><p>　　電力電纜故障探測(cè)的方法最早是在二戰(zhàn)前提出的，發(fā)展至今己經(jīng)出現(xiàn)了諸如:電橋法、駐波法等經(jīng)典理論方法，以及五

18、十年代的低壓脈沖法、七十年代的脈沖電壓法、八十年代的脈沖電流法等現(xiàn)代行波法。下面簡(jiǎn)要介紹各種測(cè)量方法的原理，以便分析各種方法的優(yōu)劣，分析更適合測(cè)量導(dǎo)線的長(zhǎng)度的方法。</p><p><b>　　1.電橋法</b></p><p>　　單相接地故障是最常見的電纜故障之一，通常占各類故障的總和的90%，傳統(tǒng)的測(cè)試是用電橋法。由于同一性質(zhì)的單相接地故障，它的接地電阻可以從幾

19、歐姆至兆歐級(jí)，因此可用的電橋也稍有差別，但其原理均相同。電橋法的基本原理和基本接線如圖2-1所示。</p><p>　　圖2-1 電橋法及接線</p><p>　　當(dāng)電橋平衡后，故障點(diǎn)距離用式（2-1）進(jìn)行計(jì)算。</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　其中，X－故障點(diǎn)距離(m)；L－電纜

20、線路長(zhǎng)度(m)；</p><p>　　R1－電橋固定臂讀數(shù)；R2－電橋可變臂讀數(shù)。</p><p>　　用電橋法測(cè)試故障點(diǎn)的精確性與接地電阻值有關(guān)。接地電阻值越小測(cè)試精度越高。為達(dá)到可能高的精確度，常用大電流燒斷接地電阻。但接地電阻不宜過小，因?yàn)闊龜嘟拥仉娮栊枰欢〞r(shí)間，也不利于其后的定點(diǎn)實(shí)驗(yàn)。接地電阻為千歐數(shù)量級(jí)是最為理想的，其精確度可小于0.1%。為了消除電橋法中臨時(shí)引線帶入的誤差，

21、除了將電橋接到電纜的二根引線輪換測(cè)試外，還應(yīng)在電纜的另一側(cè)進(jìn)行重復(fù)測(cè)試。經(jīng)驗(yàn)表明在近故障點(diǎn)一側(cè)測(cè)試的故障點(diǎn)距離比遠(yuǎn)離一側(cè)的精度要高。</p><p>　　電橋法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，方便，精確度高，但它的主要缺點(diǎn)是不適用于高阻故障、閃絡(luò)性故障，因?yàn)楣收想娮韬芨叩那闆r下，電橋里電流很小，一般靈敏度的儀器，很難探測(cè)。但是，實(shí)際上故障大部分是屬于高阻與閃絡(luò)性故障。這樣在使用電橋法測(cè)距之前，需用高壓設(shè)備將故障點(diǎn)燒穿，使故障點(diǎn)電阻

22、降到可用電橋測(cè)量的范圍內(nèi)。而故障點(diǎn)燒穿是件十分困難的工作，往往要花費(fèi)數(shù)小時(shí)，甚至幾天的時(shí)間，十分不方便，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)故障點(diǎn)燒斷，故障電阻反而升高的現(xiàn)象，或是故障電阻燒得太低，呈永久短路，以至于不能用放電聲測(cè)法進(jìn)行最后定位。電橋法的另一缺點(diǎn)是需要知道電纜的準(zhǔn)確長(zhǎng)度等原始技術(shù)資料，當(dāng)一條電纜線路內(nèi)是由導(dǎo)體材料或截面不同的電纜組成時(shí)，還要進(jìn)行換算，電橋法還不能測(cè)量三相短路或斷路故障。隨著新技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)上電橋法用得越來越少。</

23、p><p><b>　　2.低壓脈沖反射法</b></p><p>　　低壓脈沖反射法主要用于低阻和斷線故障測(cè)距。是應(yīng)用脈沖行波和時(shí)間成線性關(guān)系的原理，因此和電纜線路的結(jié)構(gòu)無關(guān)，只要絕緣介質(zhì)均勻，就可方便地檢測(cè)故障范圍。它的原理及發(fā)射和斷路反射波形如圖2-2所示：</p><p>　　圖2-2 低壓脈沖反射法院里及波形</p>&l

24、t;p>　　基本方法是首先向電纜導(dǎo)線首階躍電壓或脈沖電壓)，通過測(cè)量入進(jìn)行測(cè)距，見式(1-2)：</p><p><b>　　（2-2）</b></p><p>　　其中L為故障距離，為入射行波和反射行波之間的時(shí)間差，v為行波在電纜中的傳播速度。該方法簡(jiǎn)單直觀，不需要知道電纜的準(zhǔn)確長(zhǎng)度，根據(jù)脈沖反射波還可以識(shí)別電纜接頭與分接點(diǎn)的位置，測(cè)試簡(jiǎn)單，操作容易，且精度高

25、。該方法可用于電纜低阻和斷路故障測(cè)距或用于電纜全長(zhǎng)測(cè)量，這類故障占所有電纜故障的10%,在電纜故障測(cè)試中占有舉足輕重的作用。</p><p>　　脈沖反射法中識(shí)別故障點(diǎn)的反射波和區(qū)別由其它由于不均勻性造成的反射波，如電纜接頭反射波，是測(cè)試技術(shù)的關(guān)鍵。反射波的幅值主要決定于故障點(diǎn)電阻對(duì)波阻抗之比。接地故障的電阻對(duì)波阻抗之比(Rf/Z0)大于10時(shí)，反射波幅值只是等于或小于脈沖起始波的5%，而多數(shù)接地故障的測(cè)試局限了

26、脈沖反射法的應(yīng)用。而斷線故障由于斷線電阻較大，可得幾乎100%的反射波幅值，因此脈沖反射波法特別適用于斷線故障。</p><p><b>　　3.脈沖電壓法</b></p><p>　　脈沖電壓法，又稱閃測(cè)法。此方法實(shí)際上是行波法離線故障測(cè)距的一種形式。此方法是70年代發(fā)展起來的用于測(cè)量高阻與閃絡(luò)故障的方法。該方法首先將電纜故障在直流或脈沖高壓信號(hào)下?lián)舸?，然后通過記錄

27、放電脈沖在測(cè)量點(diǎn)與故障點(diǎn)往返一次所需的時(shí)間來測(cè)距。脈沖電壓法的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是不必將高阻與閃絡(luò)性故障燒穿，直接利用故障擊穿產(chǎn)生的瞬間脈沖信號(hào)，測(cè)試速度快，測(cè)量過程也得到簡(jiǎn)化，是電纜故障測(cè)試技術(shù)的重大進(jìn)步。</p><p>　　就大部分故障本質(zhì)來說，基本都屬于絕緣體的損壞。高阻故障是由于絕緣介質(zhì)的抗電強(qiáng)度下降所致。因?yàn)楣收宵c(diǎn)的阻值高，測(cè)量電流小，所以即使用足夠靈敏的儀表也難以測(cè)量。對(duì)于脈沖法，由于故障點(diǎn)等效阻抗幾乎等

28、于電纜特性阻抗，所以反射系數(shù)幾乎等于零，因得不到反射脈沖而無法測(cè)量。但從介質(zhì)的電擊穿現(xiàn)象出發(fā)，只要對(duì)電纜加足夠高的電壓(當(dāng)然低于最高試驗(yàn)電壓)故障點(diǎn)就會(huì)發(fā)生擊穿現(xiàn)象。在擊穿的瞬間，故障點(diǎn)被放電電弧短路，所以在故障點(diǎn)放電前后了就產(chǎn)生電壓的躍變。由于介質(zhì)擊穿，其電離過程需要一定的時(shí)間，而弧光放電一般要持續(xù)數(shù)百微秒到幾個(gè)毫秒，因此躍變電壓在放電期間就以波的形式在故障點(diǎn)和電纜端頭之間來回反射。如果在電纜的端頭(始端或終端)，把瞬間躍變電壓及來回

29、反射的波形記錄下來，便可測(cè)量出電波來回反射的時(shí)間。再根據(jù)電波在電纜中的傳播速度，就可以算出故障點(diǎn)到端頭的距離。基于這個(gè)物理機(jī)理產(chǎn)生了閃絡(luò)側(cè)試法。</p><p>　　圖2-3 脈沖電壓法</p><p>　　按圖2-3，接上電源后，實(shí)驗(yàn)變壓器PT對(duì)電容C充電。當(dāng)電壓高到一定數(shù)值時(shí)，球間隙J被擊穿，電容器C上的電壓通過球間隙的短路電弧和電感L直接加到電纜的測(cè)量端。這個(gè)沖擊電波沿電纜向故障點(diǎn)

30、傳播。只要電壓的峰值足夠大，故障點(diǎn)就會(huì)因電離而放電(注：因?yàn)橛构收宵c(diǎn)閃絡(luò)放電，不但需要足夠高的電壓，還需要一定的電壓持續(xù)時(shí)間)。故障點(diǎn)放電所產(chǎn)生的短路電弧使沿電纜送去的電壓波反射回去。因此，電壓波就在電纜端頭和故障點(diǎn)之間來回反射。為了使反射波不至于被測(cè)試端并聯(lián)的大電容C短路，在電纜和球間隙之間串接一個(gè)電感線圈L(幾微享到幾十微享)組成電感微分電路。因?yàn)殡姼袑?duì)突跳電壓有較大的阻抗，有了它，就可以借助于錄波器觀察到來回反射的電壓波形。&l

31、t;/p><p>　　脈沖電壓法的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是不必將高阻與閃絡(luò)性故障燒穿，直接利用故障擊穿產(chǎn)生的瞬時(shí)脈沖信號(hào)，測(cè)試速度快，測(cè)量過程也得到簡(jiǎn)化，是電纜故障測(cè)試技術(shù)的重大進(jìn)步。但脈沖電壓法也有它的缺點(diǎn)，其缺點(diǎn)如下：</p><p>　　安全性差。儀器通過一個(gè)電容電阻分壓器分壓測(cè)量電壓脈沖信號(hào)，儀器與高壓回路有電耦合，很容易發(fā)生高壓信號(hào)串入，造成儀器損壞。</p><p>

32、　　在利用閃測(cè)法測(cè)距時(shí)，高壓電容對(duì)脈沖信號(hào)呈短路狀態(tài)，需要串一個(gè)電阻或電感以產(chǎn)生電壓信號(hào)，增加了接線的復(fù)雜性，且降低了電容放電時(shí)加在故障電纜上的電壓，使故障點(diǎn)不容易擊穿。</p><p>　　在故障放電時(shí)，特別是進(jìn)行沖閃法測(cè)試時(shí)，分壓器藕合的電壓波形變化不尖銳，難以分辨。</p><p><b>　　4.脈沖電流法</b></p><p>　　

33、脈沖電流法是在脈沖電壓法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它是通過線性電流耦合器測(cè)量電流脈沖信號(hào)，將電纜故障點(diǎn)用高電壓擊穿，使用儀器采集并記錄下故障點(diǎn)擊穿產(chǎn)生的電流行波信號(hào)，通過分析判斷電流行波信號(hào)在測(cè)量端與故障點(diǎn)往返一次所需時(shí)間來計(jì)算故障距離。脈沖電流法接線如圖2-4所示。</p><p>　　圖2-4 脈沖電流法</p><p>　　與脈沖電壓法比較，脈沖電流法使用線性電流耦合器，與高壓回路無直接

34、電氣連接，這樣對(duì)試驗(yàn)儀器和試驗(yàn)人員比較安全。線性電流耦合器產(chǎn)生的電流脈沖信號(hào)也比較容易分辨。所以相比脈沖電壓法而言，該方法得到了更為廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　但是這種方法存在盲區(qū)，有時(shí)波形不夠明顯，需要靠人為判斷，儀器誤差較大。</p><p><b>　　5.二次脈沖法</b></p><p>　　二次脈沖法是最新發(fā)展的電纜故障預(yù)定位

35、方法。特點(diǎn)是易操作、多功能，回波圖形解釋簡(jiǎn)單。原理是：由回波儀釋放一個(gè)發(fā)射脈沖，在高阻或間歇性電纜故障點(diǎn)不能被反射，儀器將顯示整個(gè)電纜長(zhǎng)度的波形存儲(chǔ)起來，此波形圖叫“完好軌跡”。設(shè)備高壓電容器放電，使電纜故障點(diǎn)發(fā)生閃絡(luò)，故障點(diǎn)的電弧表現(xiàn)為阻值非常低的電阻。同時(shí)回波儀被觸發(fā)送出第二個(gè)發(fā)射脈沖(低壓脈沖)，這個(gè)加在高壓信號(hào)上的脈沖將從故障點(diǎn)反射。這樣，帶自動(dòng)數(shù)據(jù)處理的回波儀存儲(chǔ)故障點(diǎn)反射波形，并將完好軌跡和故障軌跡進(jìn)行疊加，兩條軌跡將有一個(gè)

36、清楚的發(fā)散點(diǎn)。這個(gè)發(fā)散點(diǎn)就是故障點(diǎn)的反射波形點(diǎn)。</p><p>　　二次脈沖法的優(yōu)點(diǎn)是，可以避開故障點(diǎn)閃絡(luò)時(shí)引起強(qiáng)烈的電磁干擾；低壓脈沖寬度可以調(diào)節(jié)；較長(zhǎng)線路也能記錄到清晰的信號(hào)波形，提高測(cè)量精度。缺點(diǎn)是：所用儀器較多；由于故障點(diǎn)電阻要降到很小的數(shù)值，如果故障點(diǎn)受潮嚴(yán)重，故障點(diǎn)擊穿過程較長(zhǎng)，測(cè)試時(shí)間相應(yīng)增加；故障點(diǎn)維持低阻狀態(tài)的時(shí)間不確定，施加二次脈沖的控制有難度。</p><p>&l

37、t;b>　　6.歐姆法</b></p><p>　　歐姆法是利用歐姆定律測(cè)試電阻的方法，通過向待測(cè)導(dǎo)線中通入已知大小的電流，根據(jù)測(cè)得的電壓可以得到導(dǎo)線的電阻，再根據(jù)線纜的電阻率可計(jì)算得到線纜的長(zhǎng)度。該法不能檢測(cè)電路的故障，只能用來檢測(cè)線纜的長(zhǎng)度，但該方法是以上幾種方法中最簡(jiǎn)單的方法。該法的缺點(diǎn)是對(duì)于不同電阻率的導(dǎo)線計(jì)算公式發(fā)生變化，且如果導(dǎo)線不均勻?qū)y(cè)量結(jié)果的影響較大。</p>&

38、lt;p><b>　　7.總結(jié)</b></p><p>　　以上，介紹了目前存在的各種電纜故障測(cè)距原理，包括電橋法、低壓脈沖反射法、脈沖電壓法、脈沖電流法、二次脈沖法等、歐姆法，并給出了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。根據(jù)使用場(chǎng)合，待測(cè)電纜是連接有電雷管的的電纜，脈沖電壓法、脈沖電流法和二次脈沖法等采用高壓脈沖或脈沖電流的方案顯然不適合。而電橋法又因?yàn)樾璨捎酶哽`敏度的測(cè)量?jī)x器等問題，會(huì)給測(cè)量使用造成

39、一定的困難。低壓脈沖法要求絕緣介質(zhì)均勻，且適于測(cè)量的是類似于斷線的大電阻故障，對(duì)于接有電雷管的電纜也不大適合，并且該方法的設(shè)計(jì)難度遠(yuǎn)高于歐姆法。</p><p>　　綜上所述，本設(shè)計(jì)采用歐姆法測(cè)量線纜長(zhǎng)度，并由系統(tǒng)自動(dòng)將電阻換算為導(dǎo)線長(zhǎng)度。</p><p>　　由于待測(cè)線纜材質(zhì)變化電阻和長(zhǎng)度的換算系數(shù)必須隨之更換，系統(tǒng)需具有標(biāo)定功能，標(biāo)定方法為使用系統(tǒng)測(cè)量長(zhǎng)度已知的改材料線纜的電阻，之后輸

40、入線纜長(zhǎng)度，系統(tǒng)可根據(jù)線纜的長(zhǎng)度和測(cè)得阻值自動(dòng)計(jì)算出換算系數(shù)，并存儲(chǔ)至非易失存儲(chǔ)器中。</p><p>　　此外，由于使用環(huán)境的不同尤其是溫度的變化，可能會(huì)引起設(shè)備測(cè)量值的溫漂。因此，系統(tǒng)需能夠同過對(duì)額定電阻的標(biāo)定自動(dòng)消除溫漂。</p><p><b>　　2.2.2定位方案</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)使用的定位方案采用GPS定位，可以

41、方便的獲得系統(tǒng)的GPS坐標(biāo)。定位信息通過顯示裝置將系統(tǒng)的坐標(biāo)告知使用者。同時(shí)將坐標(biāo)進(jìn)行存儲(chǔ)。</p><p>　　系統(tǒng)在進(jìn)行線路測(cè)量的同時(shí)記錄測(cè)試點(diǎn)的GPS坐標(biāo)，并同線纜的測(cè)量數(shù)據(jù)一桶存儲(chǔ)。</p><p>　　由GPS定位可以方便的進(jìn)行系統(tǒng)導(dǎo)航，將目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)和系統(tǒng)的坐標(biāo)做差即可的到目標(biāo)點(diǎn)相對(duì)于系統(tǒng)的方向。但是，由于在野外缺乏明顯的標(biāo)志物，不適合使用地圖導(dǎo)航。為方便使用者尋找目標(biāo)，系統(tǒng)可

42、顯示一個(gè)指向目標(biāo)的箭頭，引導(dǎo)使用者目標(biāo)的具體方向。</p><p>　　在顯示設(shè)備上繪制指向目標(biāo)的箭頭需要目標(biāo)相對(duì)系統(tǒng)的方向。同時(shí)還需要系統(tǒng)相對(duì)于地理坐標(biāo)系的方向。前者通過對(duì)系統(tǒng)和目標(biāo)坐標(biāo)點(diǎn)的計(jì)算可獲得。后者需通過電子羅盤等設(shè)備獲得。</p><p><b>　　2.2.3存儲(chǔ)方案</b></p><p>　　在本設(shè)計(jì)中，需要進(jìn)行存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)主要

43、有系統(tǒng)的測(cè)量數(shù)據(jù)、系統(tǒng)定位數(shù)據(jù)和系統(tǒng)標(biāo)定數(shù)據(jù)。</p><p>　　其中系統(tǒng)測(cè)量數(shù)據(jù)和定位數(shù)據(jù)應(yīng)能夠方便的讀出值PC機(jī)上，以便進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。同時(shí)，目標(biāo)坐標(biāo)點(diǎn)的信息需要能夠方便的在不同的測(cè)量系統(tǒng)間共享，方便使用者對(duì)坐標(biāo)點(diǎn)的尋找。</p><p>　　系統(tǒng)的標(biāo)定信息是系統(tǒng)的重要數(shù)據(jù)，尤其是溫漂系數(shù)的標(biāo)定數(shù)據(jù)，如果丟失將導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果的紊亂。因此，該類數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)需穩(wěn)定可靠且不已丟失。</p&

44、gt;<p>　　根據(jù)上述分析，對(duì)于測(cè)量信息，可存儲(chǔ)于系統(tǒng)外部非易失存儲(chǔ)其中。本設(shè)計(jì)選用TF卡，TF卡是目前智能系統(tǒng)中常用的存儲(chǔ)介質(zhì)，因?yàn)槠鋬r(jià)格便宜與存儲(chǔ)穩(wěn)定而受到廣大用戶的歡迎，這也是本系統(tǒng)采用TF卡的原因之一。另外TF卡較Flash拔插方便，如果發(fā)生意外損壞TF替換十分方便，如果是Flash的話必須首先使用專業(yè)工具將其從電路板上取下，使用者在沒有專業(yè)技能的情況下基本不可能完成，同時(shí)也極大的影響到電路板的整體安全性與穩(wěn)定

45、性。此外，TF卡可以方便的在不同的設(shè)備上使用，是數(shù)據(jù)分享的快捷方法，也能夠非常容易地將數(shù)據(jù)采集到PC機(jī)上。</p><p>　　而對(duì)于標(biāo)定系統(tǒng)應(yīng)存儲(chǔ)于系統(tǒng)內(nèi)部自帶的非易失存儲(chǔ)其中。</p><p>　　2.2.3人機(jī)交互方案</p><p>　　一個(gè)智能美觀的人機(jī)交互接口可以極大方便用戶的操作，在本系統(tǒng)中為了方便用戶對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制，點(diǎn)陣式LCD顯示屏加4X

46、4矩陣鍵盤實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)的修改與信息的動(dòng)態(tài)顯示。</p><p>　　LCD顯示器由于需要在野外使用，一般的透射式液晶屏在陽光下非常不便于使用，甚至顯示內(nèi)容完全無法看清楚。因此本設(shè)計(jì)選用半透半反式黑白點(diǎn)陣式液晶屏ERC128128-1。該液晶屏分辨率為128*128，能夠方便的顯示字符和簡(jiǎn)單的黑白圖案。</p><p><b>　　2.3控制器選型</b></p&

47、gt;<p>　　根據(jù)系統(tǒng)的整體需求，MCU選用STM32系列的STM32F103xx，STM32F103xx增強(qiáng)型系列使用高性能的ARM® Cortex?-M3 32位的RISC內(nèi)核，工作頻率為72MHz，Cortex?-M3處理器是最新一代的嵌入式ARM處理器，它為實(shí)現(xiàn)MCU的需要提供了低成本的平臺(tái)、縮減的引腳數(shù)目、降低的系統(tǒng)功耗，同時(shí)提供卓越的計(jì)算性能和先進(jìn)的中斷系統(tǒng)響。內(nèi)置高速存儲(chǔ)器(高達(dá)512K字節(jié)的閃

48、存和64K字節(jié)的SRAM)，豐富的增強(qiáng)I/O端口和聯(lián)接到兩條APB總線的外設(shè)。所有型號(hào)的器件都包含3個(gè)12位的ADC、4個(gè)通用16位定時(shí)器和2個(gè)PWM定時(shí)器，還包含標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)的通信接口：多達(dá)2個(gè)I2C接口、3個(gè)SPI接口、2個(gè)I2S接口、1個(gè)SDIO接口、5個(gè)USART接口、一個(gè)USB接口和一個(gè)CAN接口。 </p><p>　　STM32F103xx系列內(nèi)置SD卡接口和LCD接口，可以方便進(jìn)行SD卡與LCD的開

49、發(fā)，大大縮短開發(fā)周期。</p><p>　　STM32F103xx系列工作于-40°C至+105°C的溫度范圍，供電電壓2.0V至3.6V，一系列的省電模式保證低功耗應(yīng)用的要求。</p><p>　　同時(shí)此款CPU內(nèi)部集成了上電復(fù)位(POR)/掉電復(fù)位(PDR)電路，該電路始終處于工作狀態(tài)，保證系統(tǒng)在供電超過2V時(shí)工作；當(dāng)VDD低于設(shè)定的閥值(VPOR/PDR)時(shí)，置器

50、件于復(fù)位狀態(tài)，而不必使用外部復(fù)位電路。 </p><p>　　器件中還有一個(gè)可編程電壓監(jiān)測(cè)器(PVD)，它監(jiān)視VDD/VDDA供電并與閥值VPVD比較，當(dāng)VDD低于或高于閥值VPVD時(shí)產(chǎn)生中斷，中斷處理程序可以發(fā)出警告信息或?qū)⑽⒖刂破鬓D(zhuǎn)入安全模式。</p><p>　　第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1系統(tǒng)框圖</b>&

51、lt;/p><p>　　圖中文字不應(yīng)該比中文中的字號(hào)還大，要么調(diào)整圖的大小，要么修改文字大小，你這個(gè)圖太大了</p><p>　　圖3-1 硬件框圖</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)需求分析可知，整個(gè)系統(tǒng)主要包括前端數(shù)據(jù)采集、GPS信號(hào)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、人機(jī)交互和電子羅盤5個(gè)模塊，系統(tǒng)的原理框圖如圖3-1所示。系統(tǒng)的工作流程為數(shù)據(jù)采集端將獲得的電阻數(shù)據(jù)傳輸至主控MCU，然后

52、同當(dāng)前由GPS終端獲得的位置信息相互關(guān)聯(lián)，將關(guān)聯(lián)后的信息存放至存儲(chǔ)介質(zhì)中，并在液晶上實(shí)時(shí)顯示。用戶操作完成后可以通過USB接口將存儲(chǔ)介質(zhì)中的數(shù)據(jù)傳輸至PC機(jī)。電子羅盤用來獲取系統(tǒng)相對(duì)于地理坐標(biāo)系的偏轉(zhuǎn)角度。</p><p><b>　　3.2電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.2.1MCU電路</p><p>　　圖3-2 MCU外圍電路

53、</p><p>　　系統(tǒng)采用STM32f103VBT6作為主控MCU，只需要簡(jiǎn)單的電路即可使單片機(jī)正常工作。單片機(jī)擁有128kB的flash，外設(shè)資源豐富包含3個(gè)12位的ADC、4個(gè)通用16位定時(shí)器和2個(gè)PWM定時(shí)器，還包含標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)的通信接口：多達(dá)2個(gè)I2C接口、3個(gè)SPI接口、2個(gè)I2S接口、1個(gè)SDIO接口、5個(gè)USART接口、一個(gè)USB接口和一個(gè)CAN接口。</p><p>　　

54、圖3-3 MCU及外圍電路</p><p>　　系統(tǒng)采用STM32f103VBT6作為主控MCU，只需要簡(jiǎn)單的電路即可使單片機(jī)正常工作。單片機(jī)擁有128kB的flash，外設(shè)資源豐富包含3個(gè)12位的ADC、4個(gè)通用16位定時(shí)器和2個(gè)PWM定時(shí)器，還包含標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)的通信接口：多達(dá)2個(gè)I2C接口、3個(gè)SPI接口、2個(gè)I2S接口、1個(gè)SDIO接口、5個(gè)USART接口、一個(gè)USB接口和一個(gè)CAN接口。</p>

55、;<p><b>　　MCU模塊包括：</b></p><p><b>　　主芯片。</b></p><p>　　時(shí)鐘電路：由一個(gè)8MHz的晶振和一個(gè)32.768kHz的晶振及電容構(gòu)成。為單片機(jī)提供系統(tǒng)時(shí)鐘和實(shí)時(shí)時(shí)鐘源。</p><p>　　調(diào)試接口：由一組排陣和若干電阻構(gòu)成。位單片機(jī)提供下載程序和在線調(diào)試的

56、接口。</p><p>　　啟動(dòng)項(xiàng)選擇電路：由兩個(gè)電阻構(gòu)成。選擇單片機(jī)啟動(dòng)項(xiàng)，是單片機(jī)從片內(nèi)Flash啟動(dòng)。</p><p>　　復(fù)位電路：由按鍵、電阻和電容構(gòu)成。負(fù)責(zé)系統(tǒng)的商店復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位。</p><p>　　濾波電路：有四顆瓷片電容構(gòu)成。負(fù)責(zé)主芯片的電源退偶。</p><p>　　3.2.2電源管理電路</p><

57、p>　　圖3-4 LTC3521電源管理電路</p><p>　　主電源管理芯片采用凌力爾特公司的LTC3521，該器件兼有一個(gè) 1A 同步降壓-升壓型 DC/DC 轉(zhuǎn)換器和兩個(gè) 600mA 同步降壓型 DC/DC 轉(zhuǎn)換器以提供 3 個(gè)輸出軌，效率可高達(dá) 95%。LTC3521 具 1.8V 至 5.5V 的輸入范圍，因此該器件與所有類型的 PC 板卡插槽、USB 和單節(jié)鋰離子或雙/三節(jié)堿性/鎳鎘/鎳氫金

58、屬電池應(yīng)用都兼容。LTC3521 的同步降壓-升壓型通道所采用的拓?fù)湓谒泄ぷ髂Ｊ街g提供連續(xù)轉(zhuǎn)換，從而非常適用于甚至在電池電壓下降至低于輸出時(shí)也必須保持恒定輸出電壓的應(yīng)用。在很多情況下，這能增加多達(dá) 20% 的電池運(yùn)行時(shí)間。其降壓-升壓型通道可以提供 1.8V 至 5.25V 的恒定輸出電壓，而每一個(gè)同步降壓型通道則能夠提供 0.6V 至 5.25V 的輸出，從而使該器件適用于多種手持式應(yīng)用。LTC3521 的恒定 1.1MHz 開關(guān)

59、頻率可實(shí)現(xiàn)低噪聲工作，同時(shí)最大限度地減小了外部組件的尺寸。纖巧外部組件結(jié)合 4mm x 4mm QFN-24 或 TSSOP-20E 封裝，為空間受限應(yīng)用提供了一種占板面積緊湊的解決方案。</p><p>　　LTC3521 的同步降壓-升壓型通道提供連續(xù)傳導(dǎo)工作，以在寬輸入電壓范圍內(nèi)最大限度地提高效率，同時(shí)最大限度地降低開關(guān)噪聲。降壓型轉(zhuǎn)換器采用電流模式控制和同步整流以確保最佳效率。該器件的可選突發(fā)模式 (Bu

60、rst Mode) 工作僅需要 30uA 靜態(tài)電流，且停機(jī)電流低于 2uA，從而進(jìn)一步延長(zhǎng)了電池運(yùn)行時(shí)間。就需要低噪聲的應(yīng)用而言，LTC3521 可以配置為以固定頻率 PWM 模式運(yùn)行，這可降低噪聲和潛在的 RF 干擾。</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中，芯片的同步降壓-升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器為主芯片、電子羅盤和液晶屏背光供電。兩個(gè)同步降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器為GPS模塊、LCD顯示、SD卡及測(cè)量模塊供電。待機(jī)狀態(tài)時(shí)

61、，可以將除主芯片外的其他電源關(guān)閉，以節(jié)省電能，延長(zhǎng)電池使用壽命。</p><p>　　輸出電壓為同步降壓-升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出5V電壓，兩個(gè)同步降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出3.3V電壓。</p><p>　　圖3-5 雙電源轉(zhuǎn)換電路</p><p>　　系統(tǒng)的線路測(cè)量模塊正常工作需要雙電源，在設(shè)計(jì)中采用凌力爾特公司的LT3471作為雙電源轉(zhuǎn)換芯片。</p

62、><p>　　利用lt3471將3.3V 單點(diǎn)源轉(zhuǎn)換為﹢/﹣5V的雙電源以提供給測(cè)量系統(tǒng)正常工作使用。</p><p>　　在雙電源的輸出端增加指示燈以方便調(diào)試。</p><p>　　圖3-6 低壓差線性穩(wěn)壓電路</p><p>　　通過低壓差線性穩(wěn)壓芯片LM1117給單片機(jī)和電子羅盤提供3.3V的穩(wěn)定工作電壓。</p><p

63、>　　由于開關(guān)電源輸出的電流紋波較大，不利于單片機(jī)和電子羅盤的穩(wěn)定工作，采用LM1117對(duì)5V電壓進(jìn)行降壓穩(wěn)壓可以得到紋波較小的穩(wěn)定電源。從而保證單片機(jī)和電子羅盤的穩(wěn)定工作。</p><p>　　3.2.3電阻測(cè)量電路</p><p>　　圖3-7 電阻測(cè)量電路</p><p>　　本電路首先采用OP07構(gòu)成微電流源輸出1mA左右的小電流，小電流流過待測(cè)物時(shí)

64、產(chǎn)生壓降，壓降經(jīng)過高精度儀用放大器AD620放大后輸出至單片機(jī)進(jìn)行AD采集。</p><p>　　Op07芯片是一種低噪聲，非斬波穩(wěn)零的雙極性運(yùn)算放大器集成電路。由于OP07具有非常低的輸入失調(diào)電壓（對(duì)于OP07A最大為25μV），所以O(shè)P07在很多應(yīng)用場(chǎng)合不需要額外的調(diào)零措施。OP07同時(shí)具有輸入偏置電流低（OP07A為±2nA）和開環(huán)增益高（對(duì)于OP07A為300V/mV）的特點(diǎn)，這種低失調(diào)、高開環(huán)

65、增益的特性使得OP07特別適用于高增益的測(cè)量設(shè)備和放 大傳感器的微弱信號(hào)等方面。</p><p>　　AD620是一款低成本、高精度儀表放大器，僅需要一個(gè)外部電阻來設(shè)置增益，增益范圍為1至10,000。此外，AD620采用8引腳SOIC和DIP封裝，尺寸小于分立式設(shè)計(jì)，并且功耗較低(最大電源電流僅1.3 mA)，因此非常適合電池供電的便攜式(或遠(yuǎn)程)應(yīng)用。</p><p>　　AD620具

66、有高精度(最大非線性度40 ppm)、低失調(diào)電壓(最大50 µV)和低失調(diào)漂移(最大0.6 µV/°C)特性，是電子秤和傳感器接口等精密數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的理想之選。它還具有低噪聲、低輸入偏置電流和低功耗特性，使之非常適合ECG和無創(chuàng)血壓監(jiān)測(cè)儀等醫(yī)療應(yīng)用。</p><p>　　由于其輸入級(jí)采用Superβeta處理，因此可以實(shí)現(xiàn)最大1.0 nA的低輸入偏置電流。AD620在1 kHz時(shí)具有

67、9 nV/√Hz的低輸入電壓噪聲，在0.1 Hz至10 Hz頻帶內(nèi)的噪聲為0.28 µV峰峰值，輸入電流噪聲為0.1 pA/ √Hz，因而作為前置放大器使用效果很好。同時(shí)，AD620的0.01%建立時(shí)間為15 µs，非常適合多路復(fù)用應(yīng)用；而且成本很低，足以實(shí)現(xiàn)每通道一個(gè)儀表放大器的設(shè)計(jì)。</p><p>　　在該電路中，首先采用兩個(gè)電阻對(duì)5V的電壓進(jìn)行分壓，得到4V左右的基準(zhǔn)電壓。之后，基準(zhǔn)電

68、壓經(jīng)過OP07和9012的跟隨使9012的發(fā)射極電壓恒定在4V左右。由于電源和發(fā)射極之間接有1K的定值電阻，射極的的電流將恒定在1mA。因此，在三極管的集電極也就是測(cè)量接口將得到約1mA的恒定電流。</p><p>　　當(dāng)待測(cè)電纜接在測(cè)量頭上時(shí)，1mA的電流流過電纜，根據(jù)歐姆定律可知測(cè)量頭的電極間將產(chǎn)生壓降，測(cè)量該壓降即可得出導(dǎo)線的阻值。</p><p>　　STM32的AD為14位，分辨

69、率約為0.8V，直接測(cè)量電極兩端的電壓得到的值精度低于1歐姆。為了提高系統(tǒng)的測(cè)量精度，利用儀用放大器將電壓放大10倍以上再用AD采集，則可以將精度提高至0.1歐姆。繼續(xù)提高放大倍數(shù)，在一定程度上可以進(jìn)一步提高測(cè)量精度，但是系統(tǒng)量程則會(huì)同比下降。由于采用1mA的測(cè)量電流，線纜的最大值不超過100歐姆，STM32采集范圍為0~3.3V可計(jì)算的出最佳放大倍數(shù)在30倍左右。</p><p>　　為減小干擾和噪聲，測(cè)量電路

70、中添加濾波電路濾除干擾。同時(shí)采用電感將模擬地及數(shù)字地進(jìn)行隔離。從而提高精度。</p><p>　　為保證系統(tǒng)測(cè)量安全，在輸出端串聯(lián)接入小電流自恢復(fù)保險(xiǎn)管，將電流限制在50mA以下。</p><p>　　由于測(cè)量系統(tǒng)工作在+/-5V雙電源下，而單片機(jī)工作在3.3V電源下，輸出部分需添加限流電阻進(jìn)行保護(hù)。</p><p>　　3.2.4GPS接口電路</p>

71、<p>　　圖3-8 GPS接口電路</p><p>　　本設(shè)計(jì)中的GPS模塊采用ZYM_G5020_1。</p><p>　　ZYM_G5020_1是高性能、低功耗、小尺寸并且非常容易整合的GPS模塊，是為OEM模塊的廣泛應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。該GPS模塊一次性追蹤16顆衛(wèi)星，能夠快速搜星，每秒更新一次定位數(shù)據(jù)。</p><p>　　ZYM_G5020_1

72、是一款帶有TCX0設(shè)計(jì)的高性能產(chǎn)品，采用UBL0X Antaris5計(jì)數(shù)設(shè)計(jì)。提供高達(dá)-160dBm的跟蹤靈敏度，可以捕捉極微弱的衛(wèi)星信號(hào)，實(shí)現(xiàn)惡劣環(huán)境下的強(qiáng)捕捉能力。</p><p>　　該模塊使用USB或USRT通訊，在本設(shè)計(jì)中，采用USART作為GPS的通訊接口。由于模塊上電使能后會(huì)自動(dòng)發(fā)送串口數(shù)據(jù)，并不需要進(jìn)行過多配置，因此在本設(shè)計(jì)中除電源外僅接出一條數(shù)據(jù)線和一條使能控制線。</p><

73、;p>　　模塊工作時(shí)耗電量很大，不使用時(shí)通過使能控制將模塊失能，以節(jié)省電量，延長(zhǎng)電池使用時(shí)間。</p><p>　　3.2.5電子羅盤電路</p><p>　　圖3-9 磁通傳感器電路</p><p>　　本設(shè)計(jì)中采用霍尼韋爾的雙周磁通傳感器HMC1052作為電子羅盤模塊。</p><p>　　HMC1052是單芯片上的高性能磁阻傳感

74、器，包括兩個(gè)正交的傳感器，每只磁阻傳感器都配置成一個(gè)四個(gè)元件的惠斯通電橋，將磁場(chǎng)轉(zhuǎn)化為不同的輸出電壓。這些傳感器能傳感低至120微高斯的磁場(chǎng)，靈敏度可達(dá)到1mV/V/高斯。測(cè)量范圍可達(dá)到±6高斯。</p><p>　　由于低磁場(chǎng)十分微弱，傳感器的輸出電壓很小，用單片機(jī)的AD采集很困難，需要放大。在本設(shè)計(jì)中，使用運(yùn)放MCP602構(gòu)成減法電路，將磁阻傳感器構(gòu)成的惠斯通電橋的兩個(gè)橋臂的輸出電壓差值放大100倍

75、輸出。輸出值由單片機(jī)的12位AD采集。以提高電子羅盤的測(cè)量精度。</p><p>　　3.2.6液晶顯示模塊</p><p>　　圖3-10 LCD液晶屏電路</p><p>　　液晶屏采用3.3V供電，由于液晶屏耗電量較大，單獨(dú)利用電源管理芯片的一路降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器為液晶屏供電，以便關(guān)閉液晶屏以節(jié)省點(diǎn)量。</p><p>　　液晶屏

76、的背光在外界光線較強(qiáng)時(shí)起到的作用有限，可以在外界光線較強(qiáng)時(shí)關(guān)閉液晶背光。在液晶背光電源電路上添加三極管做開關(guān)控制背光。為增加三極管的驅(qū)動(dòng)能力，將兩個(gè)三極管構(gòu)成符合結(jié)構(gòu)增大電流驅(qū)動(dòng)能力。由于三極管本身的分壓，將導(dǎo)致液晶背光得不到足夠的3.3V電壓，因此，液晶屏背光采用5V電源供電。為防止電壓過高燒毀發(fā)光器件，在線路上串聯(lián)限流電阻保護(hù)液晶屏背光發(fā)光器件。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中使用STM32的PE口作為液晶屏接

77、口電路。其中PE0~PE7作為八位液晶數(shù)據(jù)端口，PE8~PE13則作為功能控制端口。</p><p>　　3.2.7 TF卡電存儲(chǔ)路</p><p>　　圖3-11 TF卡存儲(chǔ)電路</p><p>　　由于TF卡支持SPI讀寫，本設(shè)計(jì)利用STM32的SPI接口作為TF卡的讀寫口。</p><p>　　為方便使用者取出TF卡內(nèi)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，本設(shè)

78、計(jì)將USB讀卡器電路集成在系統(tǒng)內(nèi)部。本設(shè)計(jì)中采用GL827作為USB通訊控制芯片。</p><p>　　GL827是USB2.0接口的Flash存儲(chǔ)器讀取控制器。支持USB2.0高速通訊?？梢灾С諷D卡、SDHC、Mini SD卡、Micro SD卡、T-Flash、MMC卡、RS MMC、記憶棒、高速記憶棒、TF卡等多種cu7nchu媒介。</p><p>　　GL827與MCU不能同時(shí)

79、對(duì)TF卡進(jìn)行讀寫，設(shè)計(jì)中對(duì)二者進(jìn)行電源隔離，即MCU工作時(shí)關(guān)閉GL827的電源，而使用USB讀取TF卡時(shí)將MCU關(guān)閉。</p><p>　　3.2.8矩陣鍵盤電路</p><p>　　本設(shè)計(jì)中需要進(jìn)行數(shù)字輸入和菜單選擇等功能，根據(jù)需求鍵盤包括一組標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字鍵盤（0~9十個(gè)數(shù)字鍵、*鍵和#鍵）、一組方向鍵（上下左右）、功能鍵（確定、返回）和電源控制鍵，共19個(gè)按鍵。因此，設(shè)計(jì)采用4*5的矩陣鍵

80、盤，該鍵盤可以掃描20個(gè)按鍵，支持組合鍵。操作簡(jiǎn)單，功能穩(wěn)定。</p><p>　　單片機(jī)的PC0~PC8作為鍵盤的接口其中PC0~PC3作為鍵值檢測(cè)腳，PC4~PC8作為掃描信號(hào)輸出腳。為保證鍵值的準(zhǔn)確，在PC0~PC4上接10K的上拉電阻。</p><p>　　圖3-12 矩陣鍵盤電路</p><p>　　圖3-13 鍵盤分布</p><

81、p>　　3.2.9鍵盤背光控制電路</p><p>　　圖3-13 鍵盤背光電路</p><p>　　系統(tǒng)在夜晚或光線較差的條件下使用時(shí)，按鍵不容易看清楚。為方便使用者，在鍵盤上按鍵的周圍增加鍵盤背光電路為鍵盤照明。背光電路使用貼片LED作為光源，采用復(fù)合結(jié)構(gòu)的三極管作為背光的開關(guān)控制器件。</p><p>　　第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</p>

82、<p><b>　　4.1整體功能框架</b></p><p>　　圖4-1 整體功能框圖</p><p>　　系統(tǒng)的基本功能主要有線路測(cè)量和GPS定位兩項(xiàng)，而電阻測(cè)量又需要現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定功能來配合，GPS定位又會(huì)衍生出定點(diǎn)指向和電子羅盤兩項(xiàng)功能。每項(xiàng)功能都需要在顯示系統(tǒng)上進(jìn)行顯示，并且需要鍵盤進(jìn)行人機(jī)交互。測(cè)量和定位過的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至TF卡中。功能中需要的某些數(shù)據(jù)

83、需從TF卡中讀取。系統(tǒng)還需完成電源管理功能，以便降低系統(tǒng)功耗，延長(zhǎng)使用時(shí)間。</p><p><b>　　需要完成的功能有：</b></p><p><b>　　電阻測(cè)量；</b></p><p><b>　　線長(zhǎng)標(biāo)定；</b></p><p><b>　　GPS定位

84、；</b></p><p><b>　　定點(diǎn)指向；</b></p><p><b>　　電子羅盤；</b></p><p><b>　　數(shù)據(jù)及圖案顯示；</b></p><p><b>　　數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及讀取；</b></p><

85、;p><b>　　按鍵輸入；</b></p><p><b>　　電源管理。</b></p><p>　　4.2系統(tǒng)功能軟件設(shè)計(jì)</p><p><b>　　4.2.1電阻測(cè)量</b></p><p>　　電阻測(cè)量需要將測(cè)量電路調(diào)理后的電壓信號(hào)通過AD采集后轉(zhuǎn)換為電阻，再

86、通過換算得到所測(cè)電纜的長(zhǎng)度。</p><p>　　STM32f103擁有兩個(gè)12位AD，每個(gè)ADC共用多達(dá)16個(gè)外部通道，可以實(shí)現(xiàn)單次或掃描轉(zhuǎn)換。在掃描模式下，自動(dòng)進(jìn)行在選定的一組模擬輸入上的轉(zhuǎn)換。在本設(shè)計(jì)中需采集兩路以上的AD信號(hào)，因此采用掃描模式多通道復(fù)用。</p><p>　　在多路AD復(fù)用時(shí)還用到了STM32的DMA功能。DMA是Direct Memory Access（直接內(nèi)存存

87、取）的縮寫，他允許不同速度的硬件裝置來溝通，而不需要依于CPU的大量中斷負(fù)載，傳輸動(dòng)作本身是由 DMA 控制器來實(shí)行和完成。能夠極大的節(jié)省CPU資源。</p><p>　　STM32靈活的7路通用DMA可以管理存儲(chǔ)器到存儲(chǔ)器、設(shè)備到存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器到設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸；DMA控制器支持環(huán)形緩沖區(qū)的管理，避免了控制器傳輸?shù)竭_(dá)緩沖區(qū)結(jié)尾時(shí)所產(chǎn)生的中斷。每個(gè)通道都有專門的硬件DMA請(qǐng)求邏輯，同時(shí)可以由軟件觸發(fā)每個(gè)通道；傳輸?shù)?/p>

88、長(zhǎng)度、傳輸?shù)脑吹刂泛湍繕?biāo)地址都可以通過軟件單獨(dú)設(shè)置。</p><p>　　圖4-2 電阻測(cè)量流程圖</p><p>　　在程序中，需要在內(nèi)存中開辟一段空間作為DMA傳輸?shù)哪繕?biāo)地址，同時(shí)將ADC1的外設(shè)地址設(shè)置為DMA的源地址。將DMA的傳輸目標(biāo)地址設(shè)置為循環(huán)自動(dòng)增加，則在目標(biāo)存儲(chǔ)區(qū)根據(jù)地址的增量即可的到不同的復(fù)用通路的AD值。</p><p>　　采集后的AD由于

89、在采集的時(shí)刻可能會(huì)受到噪聲和外界雜波的干擾，采集到的信號(hào)是一個(gè)離散的量。單獨(dú)一次采集到的AD值由于其離散性是不能直接使用的，所以要對(duì)采集到的值進(jìn)行數(shù)字濾波。在本設(shè)計(jì)中采用均值濾波，每次采集一千個(gè)值取平均值。</p><p>　　濾波后的值經(jīng)過簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)換即可得到阻值。阻值存儲(chǔ)到全局變量中，以便其他函數(shù)調(diào)用。</p><p><b>　　4.2.2線長(zhǎng)標(biāo)定</b><

90、/p><p>　　測(cè)得電纜電阻后需要通過換算得出電纜長(zhǎng)度，電纜的長(zhǎng)度等于導(dǎo)線電阻與導(dǎo)線電阻率的乘積。</p><p>　　但是由于測(cè)量導(dǎo)線的材料和直徑的不同，測(cè)量導(dǎo)線的電阻率并不是一個(gè)確定的值，因此系統(tǒng)電阻線長(zhǎng)換算的系數(shù)必須能夠方便的進(jìn)行更換。</p><p>　　為了方便使用，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)線長(zhǎng)標(biāo)定功能。標(biāo)定功能也是利用電阻測(cè)量功能，將已知長(zhǎng)度的導(dǎo)線電阻測(cè)量后輸入導(dǎo)線的長(zhǎng)

91、度。之后系統(tǒng)計(jì)算線長(zhǎng)和電阻的比值即為換算系數(shù)。</p><p>　　為保證換算系數(shù)掉電不丟失，系數(shù)需存儲(chǔ)至非易失存儲(chǔ)其中。系統(tǒng)上電時(shí)自動(dòng)從存儲(chǔ)器中讀取換算系數(shù)。由于系統(tǒng)測(cè)量時(shí)有可能遇到很多不同的電纜，標(biāo)定過于頻繁將影響工作效率。因此，需存儲(chǔ)多組測(cè)量數(shù)據(jù)并可以選擇使用其中任意一組作為系統(tǒng)標(biāo)定值。</p><p>　　由于STM32f103本身的Flash操作進(jìn)行時(shí)必須先對(duì)Flash進(jìn)行擦出操

92、作，且每次擦除需要對(duì)1KByte的Flash進(jìn)行操作，而在該功能中所需存儲(chǔ)的多組內(nèi)容需相互獨(dú)立存儲(chǔ)。如果存儲(chǔ)地址間隔小于1K，則使用擦出命令的時(shí)候會(huì)將其他的標(biāo)定系數(shù)誤擦除。如果要避免誤刪除則消耗Flash空間過大。因此選擇使用TF卡存儲(chǔ)標(biāo)定信息。</p><p>　　在標(biāo)定功能中還需能夠?qū)?biāo)定值進(jìn)行選擇，選擇的標(biāo)定信息會(huì)被單獨(dú)存儲(chǔ)至Tf卡中，系統(tǒng)上電時(shí)會(huì)自動(dòng)讀取該信息作為標(biāo)定系數(shù)。</p><

93、p>　　圖4-3 線長(zhǎng)標(biāo)定流程</p><p>　　圖4-4 參數(shù)選擇流程</p><p><b>　　4.2.3系統(tǒng)定位</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)中使用的GPS模塊采用USART串行數(shù)據(jù)輸出，波特率為9600，八個(gè)數(shù)據(jù)位，一位停止位，無奇偶校驗(yàn)。將系統(tǒng)的USART1作為GPS信號(hào)的通訊接口。</p><p

94、>　　模塊采用WGS84坐標(biāo)系，輸出協(xié)議包括GPGSV、GPRMC、GPGSA、GPGGA、GPGLL、GPVTG六種，在本設(shè)計(jì)中采用使用最廣泛的GPGGA。</p><p>　　GPGGA 語句包括17個(gè)字段：語句標(biāo)識(shí)頭，世界時(shí)間，緯度，緯度半球，經(jīng)度，經(jīng)度半球，定位質(zhì)量指示，使用衛(wèi)星數(shù)量，水平精確度，海拔高度，高度單位，大地水準(zhǔn)面高度，高度單位，差分GPS數(shù)據(jù)期限，差分參考基站標(biāo)號(hào)，校驗(yàn)和結(jié)束標(biāo)記(用回

95、車符<CR>和換行符<LF>)，分別用14個(gè)逗號(hào)進(jìn)行分隔。</p><p>　　GPS模塊每秒更新一次數(shù)據(jù)，每次輸出數(shù)據(jù)包含了上述的六種協(xié)議。系統(tǒng)在進(jìn)行定位的時(shí)候，使用USART查詢接收GPS模塊發(fā)出的1000個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)（保證每次接收到的數(shù)據(jù)中都包含完整一次完整的GPS通訊數(shù)據(jù)）之后進(jìn)行篩選，如果查詢到字符串$GPGGA，則提取之后的64個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)。</p><p>

96、;　　數(shù)據(jù)提取之后取出第1、2、4、個(gè)逗號(hào)之后的數(shù)據(jù)，分別是UTC時(shí)間，經(jīng)度，緯度。取出的數(shù)據(jù)位ASCII碼，換算成所需數(shù)據(jù)后進(jìn)行存儲(chǔ)和顯示。</p><p>　　如果在室內(nèi)或是其他無法搜尋到衛(wèi)星信號(hào)的地點(diǎn)時(shí)，GPS將無法完成定位，可通過檢測(cè)第6個(gè)逗號(hào)后的數(shù)據(jù)判斷系統(tǒng)的定位情況。同時(shí)可以通過檢測(cè)第7個(gè)逗號(hào)后的數(shù)據(jù)檢測(cè)模塊所使用的衛(wèi)星數(shù)量（00~12）。</p><p>　　在系統(tǒng)未搜尋到衛(wèi)

97、星信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)顯示定位中···。</p><p>　　圖4-5 GPS數(shù)據(jù)接收流程</p><p>　　圖4-6 GPS數(shù)據(jù)處理流程</p><p><b>　　4.2.4定點(diǎn)指向</b></p><p>　　定點(diǎn)指向功能是系統(tǒng)定位功能的衍生功能。</p><p>

98、;　　系統(tǒng)指向功能需要手動(dòng)輸入目標(biāo)坐標(biāo)點(diǎn)或者從電阻測(cè)量或是系統(tǒng)定位是存儲(chǔ)的GPS坐標(biāo)中提取信息作為目標(biāo)坐標(biāo)。目標(biāo)坐標(biāo)輸入完成后，系統(tǒng)通過GPS模塊能夠確定系統(tǒng)所在的坐標(biāo)信息。</p><p>　　在設(shè)計(jì)中，將北方設(shè)定為基準(zhǔn)方向，即認(rèn)為正北方為零度。然后順時(shí)針旋轉(zhuǎn)角度增加，即東方為90度，南方為180度，西方為270度。</p><p>　　由于我們測(cè)量的距離相對(duì)與地球坐標(biāo)系很小，因此，可以

99、近似的認(rèn)為我們所測(cè)量的范圍是一個(gè)平面，而GPS坐標(biāo)可以近似地看作平面直角坐標(biāo)系。</p><p>　　將目的坐標(biāo)和本機(jī)坐標(biāo)的經(jīng)度和緯度分別做差后通過反三角函數(shù)，可以計(jì)算出目標(biāo)點(diǎn)相對(duì)于本機(jī)坐標(biāo)點(diǎn)偏離北方的角度。</p><p>　　通過電子羅盤的功能，可以使屏幕上的箭頭指向正北方，在此時(shí)箭頭方向的基礎(chǔ)上，在轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)偏移角，即可使箭頭指向目標(biāo)方向。</p><p&g

100、t;　　已知兩個(gè)點(diǎn)的GPS坐標(biāo)，通過地球大圓距離公式，可以方便的計(jì)算出距離目標(biāo)的距離。當(dāng)與目標(biāo)之間的距離小于10m時(shí)，即可認(rèn)為到達(dá)目的地。</p><p>　　圖4-7 大圓距離公式</p><p>　　式中，為目標(biāo)點(diǎn)緯度，為目標(biāo)點(diǎn)經(jīng)度，起始點(diǎn)的緯度，為起始點(diǎn)的經(jīng)度。使用該公式可以計(jì)算得出兩坐標(biāo)點(diǎn)和地球球心構(gòu)成的角的弧度，結(jié)果與地球半徑相乘即可得到兩坐標(biāo)點(diǎn)間的距離。</p>

101、<p>　　圖4-7 定點(diǎn)指向流程</p><p><b>　　4.2.5電子羅盤</b></p><p>　　HMC1052由兩個(gè)正交的磁通傳感器構(gòu)成，當(dāng)任意一個(gè)傳感器在地磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過傳感器的磁通量按正弦規(guī)律變化。兩個(gè)傳感器的磁通量變化有90度的相位差。而由磁通量所引起的輸出電壓變化同樣按正弦規(guī)律變化，兩路電壓變化具有90度的相位差。</p

102、><p>　　兩路輸出電壓偏移中心點(diǎn)的變化量，可以認(rèn)為是平面直角坐標(biāo)系上沿某個(gè)圓運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)的坐標(biāo)值。根據(jù)反三角函數(shù)公式，可以計(jì)算得出角度，將其與地磁坐標(biāo)相互映射后可以得到傳感器相對(duì)于地磁坐標(biāo)的偏轉(zhuǎn)角度。</p><p>　　由于顯示屏的位置相對(duì)于傳感器的位置是固定的，得到傳感器的偏轉(zhuǎn)角度后即可得到顯示屏相對(duì)與地磁坐標(biāo)的偏轉(zhuǎn)角度，即顯示屏正方向偏離北方的角度。</p><p&g

103、t;　　本設(shè)計(jì)中采用點(diǎn)陣式液晶屏需將所顯示的圖案轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的字庫后才能進(jìn)行顯示。為在屏幕上顯示一個(gè)可以旋轉(zhuǎn)的箭頭，首先將一個(gè)箭頭的團(tuán)轉(zhuǎn)換為字庫，之后旋轉(zhuǎn)箭頭是，根據(jù)旋轉(zhuǎn)角對(duì)箭頭的字庫中的點(diǎn)進(jìn)行矩陣變換，之后將變換后的字庫輸出到顯示屏顯示。</p><p>　　為保證電子羅盤的箭頭始終指向北方，在系統(tǒng)沿某個(gè)方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，屏幕上的箭頭則在屏幕上向相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)相同的角度。系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度可以由磁通傳感器得到。</p

104、><p>　　圖4-8 電子羅盤功能流程</p><p><b>　　4.2.6羅盤標(biāo)定</b></p><p>　　由于系統(tǒng)電壓的、外界溫度等外界因素的的影響，磁通傳感器輸出的電壓值必不是一成不變的，而在電子羅盤功能中，磁通傳感器電壓變化的中心點(diǎn)是關(guān)鍵參數(shù)，如果中心點(diǎn)因外界環(huán)境產(chǎn)生漂移，電子羅盤的輸出便會(huì)產(chǎn)生極大的誤差。</p>

105、<p>　　為消除漂移，可以采集傳感器輸出的最大值和最小值求二者的中值即可得到電壓變化的中心。</p><p>　　為取得極值，使用這需將系統(tǒng)沿水平方向旋轉(zhuǎn)360度，同時(shí)連續(xù)采集旋轉(zhuǎn)過程中傳感器輸出的電壓值，取出極值。標(biāo)定完成后將計(jì)算的到的誤差范圍和中心點(diǎn)存儲(chǔ)至SD卡中，系統(tǒng)開機(jī)時(shí)自動(dòng)從中讀取標(biāo)定信息。</p><p>　　由于兩個(gè)傳感器的制造工藝和電路工藝等問題，兩路電壓的變化

106、幅度相差比較大，為保證方向的準(zhǔn)確，利用標(biāo)定時(shí)取得的兩組誤差求出兩路誤差范圍的比例關(guān)系。在測(cè)量是，利用比例關(guān)系進(jìn)行運(yùn)算，消除兩路電壓的不匹配。</p><p>　　圖4-9 羅盤標(biāo)定流程</p><p><b>　　4.2.7阻值標(biāo)定</b></p><p>　　由于系統(tǒng)所使用的器件的離散型，兩個(gè)相同的系統(tǒng)測(cè)量同一個(gè)阻值時(shí)得到的結(jié)果會(huì)有一定的差

107、異，通過人工標(biāo)定修改矯正參數(shù)，工作量大，而且不適合產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)。</p><p>　　通過AD采集，可以得到和對(duì)應(yīng)電阻向?qū)?yīng)的12位數(shù)值。由此，將一個(gè)規(guī)定阻值的電阻（本設(shè)計(jì)采用100Ω）接入系統(tǒng)，然后使用AD采集電壓值。采集完成后系統(tǒng)自動(dòng)完成對(duì)矯正系數(shù)的計(jì)算。</p><p>　　由于矯正系數(shù)是系統(tǒng)特有的，并且不能隨意更改的，因此將該系數(shù)存儲(chǔ)至STM32的flash 中。又因?yàn)閒las

108、h 的刷寫次數(shù)有限，為防止使用者誤操作導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常使用，故該功能應(yīng)設(shè)計(jì)為隱藏功能，只有專業(yè)人員通過一定手段才能打開。</p><p>　　圖4-10 阻值標(biāo)定流程</p><p><b>　　4.3界面設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)前面的分析，本設(shè)計(jì)共有六項(xiàng)功能：參數(shù)標(biāo)定、電阻測(cè)量、定點(diǎn)指向、系統(tǒng)定位、電子羅盤和電阻標(biāo)定。其中電阻

109、標(biāo)定是隱藏功能。</p><p>　　為方便使用者使用，將系統(tǒng)功能界面化、菜單化。根據(jù)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)，主菜單中包含5項(xiàng)功能（隱藏功能不出現(xiàn)在菜單中）。同時(shí)在某些功能下包含有子菜單。</p><p>　　系統(tǒng)菜單框架如圖4-11所示。</p><p>　　圖4-11 菜單設(shè)計(jì)框圖</p><p><b>　　4.3.1主菜單</

110、b></p><p>　　主菜單中主要顯示標(biāo)題、系統(tǒng)各項(xiàng)功能選項(xiàng)、確定和返回信息提示。另外還有一個(gè)箭頭幫助選擇菜單中的功能功能。</p><p>　　圖4-12 主菜單結(jié)構(gòu)</p><p>　　打開任何一項(xiàng)功能只需通過方向鍵將箭頭指向相應(yīng)的功能菜單選項(xiàng)，按“確定”鍵即可。</p><p>　　在主菜單中還可以打開隱藏的電阻標(biāo)定功能，打