电子指南针

基于HMC5883传感器和16个led做的电子罗盘，程序如下：
//***************************************
// HMC5883 IIC测试程序
// 使用单片机STC89C52
// 晶振：12M
// 显示：串口输出，波特率4800
// 编译环境 Keil uVision3
#include "reg52.h"
#include      //Keil library  
#include     //Keil library    
#include 
#define   uchar unsigned char
#define   uint unsigned int    

sbit    SCL=P3^6;      //IIC时钟引脚定义
sbit    SDA=P3^7;      //IIC数据引脚定义
sbit    RING=P3^5;


#define    SlaveAddress   0x3C      //定义器件在IIC总线中的从地址
typedef unsigned char BYTE;
typedef unsigned short WORD;

BYTE BUF[8];                         //接收数据缓存区          
uchar ge,shi,bai,qian,wan;           //显示变量
int  dis_data;                       //变量

void delay(unsigned int k);
void Init_HMC5883(void);            //初始化5883


void conversion(uint temp_data);

void  Single_Write_HMC5883(uchar REG_Address,uchar REG_data);   //单个写入数据
uchar Single_Read_HMC5883(uchar REG_Address);                   //单个读取内部寄存器数据
void  Multiple_Read_HMC5883();                                  //连续的读取内部寄存器数据
//以下是模拟iic使用函数-------------
void Delay5us();
void Delay5ms();
void HMC5883_Start();
void HMC5883_Stop();
void HMC5883_SendACK(bit ack);
bit  HMC5883_RecvACK();
void HMC5883_SendByte(BYTE dat);
BYTE HMC5883_RecvByte();
void HMC5883_ReadPage();
void HMC5883_WritePage();
//-----------------------------------

//*********************************************************
void conversion(uint temp_data)  
{  
    wan=temp_data/10000+0x30 ;
    temp_data=temp_data%10000;   //取余运算
    qian=temp_data/1000+0x30 ;
    temp_data=temp_data%1000;    //取余运算
    bai=temp_data/100+0x30   ;
    temp_data=temp_data%100;     //取余运算
    shi=temp_data/10+0x30    ;
    temp_data=temp_data%10;      //取余运算
    ge=temp_data+0x30;     
}

/*******************************/
void delay(unsigned int k)    
{                        
unsigned int i,j;                
for(i=0;i
{            
for(j=0;j<121;j++)            
{;}}                        
}

/**************************************
延时5微秒(STC90C52RC@12M)
不同的工作环境,需要调整此函数，注意时钟过快时需要修改
当改用1T的MCU时,请调整此延时函数
**************************************/
void Delay5us()
{
    _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
    _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
    _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
    _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
    _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
    _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
    _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
    _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
    _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
    _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
    _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
    _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
    _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
    _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
    _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
    _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
    _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
    _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();

}

/**************************************
延时5毫秒(STC90C52RC@12M)
不同的工作环境,需要调整此函数
当改用1T的MCU时,请调整此延时函数
**************************************/
void Delay5ms()
{
    WORD n = 560;

    while (n--);
}

/**************************************
起始信号
**************************************/
void HMC5883_Start()
{
    SDA = 1;                    //拉高数据线
    SCL = 1;                    //拉高时钟线
    Delay5us();                 //延时
    SDA = 0;                    //产生下降沿
    Delay5us();                 //延时
    SCL = 0;                    //拉低时钟线
}

/**************************************
停止信号
**************************************/
void HMC5883_Stop()
{
    SDA = 0;                    //拉低数据线
    SCL = 1;                    //拉高时钟线
    Delay5us();                 //延时
    SDA = 1;                    //产生上升沿
    Delay5us();                 //延时
}

/**************************************
发送应答信号
入口参数:ack (0:ACK 1:NAK)
**************************************/
void HMC5883_SendACK(bit ack)
{
    SDA = ack;                  //写应答信号
    SCL = 1;                    //拉高时钟线
    Delay5us();                 //延时
    SCL = 0;                    //拉低时钟线
    Delay5us();                 //延时
}

/**************************************
接收应答信号
**************************************/
bit HMC5883_RecvACK()
{
    SCL = 1;                    //拉高时钟线
    Delay5us();                 //延时
    CY = SDA;                   //读应答信号
    SCL = 0;                    //拉低时钟线
    Delay5us();                 //延时

    return CY;
}

/**************************************
向IIC总线发送一个字节数据
**************************************/
void HMC5883_SendByte(BYTE dat)
{
    BYTE i;

    for (i=0; i<8; i++)         //8位计数器
    {
        dat <<= 1;              //移出数据的最高位
        SDA = CY;               //送数据口
        SCL = 1;                //拉高时钟线
        Delay5us();             //延时
        SCL = 0;                //拉低时钟线
        Delay5us();             //延时
    }
    HMC5883_RecvACK();
}

/**************************************
从IIC总线接收一个字节数据
**************************************/
BYTE HMC5883_RecvByte()
{
    BYTE i;
    BYTE dat = 0;

    SDA = 1;                    //使能内部上拉,准备读取数据,
    for (i=0; i<8; i++)         //8位计数器
    {
        dat <<= 1;
        SCL = 1;                //拉高时钟线
        Delay5us();             //延时
        dat |= SDA;             //读数据               
        SCL = 0;                //拉低时钟线
        Delay5us();             //延时
    }
    return dat;
}

//***************************************************

void Single_Write_HMC5883(uchar REG_Address,uchar REG_data)
{
    HMC5883_Start();                  //起始信号
    HMC5883_SendByte(SlaveAddress);   //发送设备地址+写信号
    HMC5883_SendByte(REG_Address);    //内部寄存器地址，请参考中文pdf
    HMC5883_SendByte(REG_data);       //内部寄存器数据，请参考中文pdf
    HMC5883_Stop();                   //发送停止信号
}

//********单字节读取内部寄存器*************************
//为消除编译器警告，可将此函数注释掉
uchar Single_Read_HMC5883(uchar REG_Address)
{  uchar REG_data;
    HMC5883_Start();                          //起始信号
    HMC5883_SendByte(SlaveAddress);           //发送设备地址+写信号
    HMC5883_SendByte(REG_Address);                   //发送存储单元地址，从0开始    
    HMC5883_Start();                          //起始信号
    HMC5883_SendByte(SlaveAddress+1);         //发送设备地址+读信号
    REG_data=HMC5883_RecvByte();              //读出寄存器数据
    HMC5883_SendACK(1);   
    HMC5883_Stop();                           //停止信号
    return REG_data;
}
//******************************************************
//连续读出HMC5883内部角度数据，地址范围0x3~0x5
//
//******************************************************
void Multiple_read_HMC5883(void)
{   uchar i;
    HMC5883_Start();                          //起始信号
    HMC5883_SendByte(SlaveAddress);           //发送设备地址+写信号
    HMC5883_SendByte(0x03);                   //发送存储单元地址，从0x32开始    
    HMC5883_Start();                          //起始信号
    HMC5883_SendByte(SlaveAddress+1);         //发送设备地址+读信号
     for (i=0; i<6; i++)                      //连续读取6个地址数据，存储中BUF
    {
        BUF[i] = HMC5883_RecvByte();          //BUF[0]存储0x32地址中的数据
        if (i == 5)
        {
           HMC5883_SendACK(1);                //最后一个数据需要回NOACK
        }
        else
        {
          HMC5883_SendACK(0);                //回应ACK
       }
   }
    HMC5883_Stop();                          //停止信号
    Delay5ms();
}

//初始化HMC5883，根据需要请参考pdf进行修改****
void Init_HMC5883()
{
     Single_Write_HMC5883(0x02,0x00);  //
}
void uart_init()
{
   TMOD=0x20;     //TMOD＝0
   TH1=0xf3;      //12MHZ   ，BPS：4800，N，8，1,0xf3=243
   TL1=0xf3;
   PCON=0x80;     //方式一,8位数据位，一位起始位和一位结束位
   TR1=1;         //
   SCON=0x40;     //串口通信控制寄存器  模式一
    
}
void uart_putchar(unsigned char dat)
{
    SBUF=dat; //把数据送给sbuf缓存器中
    while(TI!=1);//发送标志位 TI如果发送了为1，没发送为0，没发送等待，到了退出循环
    TI=0;  //到了，TI清为0

    
}
void uart_printf(unsigned char *buff)
{

     while(*buff)
        uart_putchar(*buff++);
}
void angle_led_dis(float x)
{
    uchar byio;
    float n;
    float angle=x+45;
    if(angle>360)
        angle-=360;
    n=angle/11.25;
    
    if( (n>1) && (n<3) )
    {
        byio=(1<<0);
    }
    else if( (n>3) && (n<5) )
    {
        byio=(1<<7);
    }
    else if( (n>5) && (n<7) )
    {
        byio=(1<<6);
    }
    else if( (n>7) && (n<9) )
    {
        byio=(1<<5);
    }
    else if( (n>9) && (n<11) )
    {
        byio=(1<<4);
    }
    else if( (n>11) && (n<13) )
    {
        byio=(1<<3);
    }
    else if( (n>13) && (n<15) )
    {
        byio=(1<<2);
    }
    else if( (n>15) && (n<17) )
    {
        byio=(1<<1);
    }
    if( (n>17) && (n<19) )////////////
    {
        byio=(1<<0);
    }
    else if( (n>19) && (n<21) )
    {
        byio=(1<<7);
    }
    else if( (n>21) && (n<23) )
    {
        byio=(1<<6);
    }
    else if( (n>23) && (n<25) )
    {
        byio=(1<<5);
    }
    else if( (n>25) && (n<27) )
    {
        byio=(1<<4);
    }
    else if( (n>27) && (n<29) )
    {
        byio=(1<<3);
    }
    else if( (n>29) && (n<31) )
    {
        byio=(1<<2);
    }
    
    
    if( (n>=31) && (n<32) )
    {
        byio=(1<<1);
    }
    if( (n>=0) && (n<1) )
    {
        byio=(1<<1);
    }
    P1=byio;
    P2=byio;
}
//*********************************************************
//主程序********
//*********************************************************
void main()
{ // bit sign_bit;
   unsigned int i;
   int x,y,z;
   float angle;
   unsigned char str[5];
   delay(500);            
   uart_init();
   Init_HMC5883();
  while(1)            //循环
  {
    Multiple_Read_HMC5883();      //连续读出数据，存储在BUF中
   //---------显示X轴
    x=BUF[0] << 8 | BUF[1]; //Combine MSB and LSB of X Data output register
    z=BUF[2] << 8 | BUF[3]; //Combine MSB and LSB of Z Data output register
    y=BUF[4] << 8 | BUF[5]; //Combine MSB and LSB of Y Data output register

    angle= atan2((double)y,(double)x) * (180 / 3.14159265) + 180; // angle in degrees
    angle_led_dis(angle);
    RING=0;
    angle*=10;
    conversion(angle);//计算数据和显示
    str[0]=qian;
    str[1]=bai;
    str[2]=shi;
    str[3]='.';
    str[4]=ge;
    uart_printf("angle is:");
    uart_printf(str);
    uart_printf("  ");
    uart_printf("\r\n");
    for (i=0;i<100;i++);   //延时  
    //RING=0;                 
  }
}


void delay_ms(uint z)
{
    uint x,y;
    for(x=z;x>0;x--)
        for(y=120;y>0;y--);
}
void hardware_test()
{
      uint x;
    for(x=0;x<8;x++)
    {
        P1=(1<
        P2=1<
        delay_ms(2000);
    }
}
原理图如下：

}
PCB图如下：

实物图及制作过程： 
 








小结：
1、先在纸上画圆，画出16等分线将圆16等分，减下来贴到屏幕上，将16个led摆到等分点上。效果可以。
2、用的上海红心电熨斗转印效果非常好，打印机用的是HP1106.开始买了个转印机，效果很烂，根本转不上去，果断退货了。
3、值得说明的是，由于51的管脚事OC门，所以高电平有效的时候，输出不足，后来没办法加了两个排阻在pcb上，亮度提高了很多，但是不加不影响使用，只不过亮度不是很高。
在设计电路的时候应该设计成低电平有效，灌电流还行。