电子罗盘是一种通过测量地球磁场来获得佩戴者方位角的设备。用MEMS三轴磁阻传感器和Atmega128微控制器设计了一种高集成度，低功耗，小型化的电子罗盘。绍了电子罗盘的设计原理和具体实现，分析了系统测量精度的误差来源，并采用最小二乘法进行误差补偿。
验结果表明，经过硬磁材料引起的半圆转子误差补偿，软磁材料引起的周向转子误差和象限转子补偿后，航向角误差系统的角度可以从±24.5°增加到±2.5°。为导航和测量系统的重要组成部分，电子罗盘可以实时提供佩戴者的航向角[1]，广泛用于汽车，航海，航空，航空航天等领域。
着微电子技术的飞速发展，特别是微处理器的广泛应用，其设计趋于集成化，小型化和低功耗化。文设计的电子罗盘基于三轴MEMS（MicroElectroMechanicalSystems）HMC5883L磁阻传感器和Atmega128微控制器。助数字滤波和罗盘补偿算法，该系统可以将测量误差降低至±2.5°；传感器和微控制器通过I2C通信，结构简单，体积小，实时性好；外部RS485接口可以与其他导航设备和控制器进行通信，以实时交换信息。阻传感器使用霍尼韦尔（中国）的HMC5883L三维磁阻芯片。
HMC5883L带有霍尼韦尔（中国）的专利集成电路，包括放大器，自动消磁驱动器，间隙校准和12位模数转换器。感器承受强磁场干扰的能力消除了内部测量偏差和传感器温度漂移的差异；传感器通过I2C串行接口生成数字量的三轴磁场，测量的磁场强度最大值为8高斯，测量范围可以基于测量精度和周围磁场在环境中，通过调整磁阻传感器的配置，地球磁场的强度为0.5〜0.6高斯。了提高测量精度，本设计中使用的测量范围为0〜0.88高斯。
微控制器采用Atmel的Atmega128单片机，RISC结构，快速的单周期指令系统，并具有1 MPS / MHz的高速处理能力，可以快速实现浮点硬件乘法，内部集成的I2C，UART串行通信接口简化了外围电路的系统设计。子罗盘通过RS485接口与外部设备通讯，传输差分信号，在复杂环境下具有一定的抗干扰能力。
系统采用具有高集成度的三轴磁阻传感器设计，可减少系统设计过程中的制造错误和安装错误。向传感器的主要误差是由周围工作环境引起的Luo误差，该Luo误差对精度的影响可以达到数十度，而由材料引起的半圆误差硬磁差罗和由软磁材料引起的圆周误差和象限误差[5]。航向角从0°变为360°时，拉曼半圆接近正弦曲线，可以用Bsinφ Ccosφ表示。磁性材料本身不会产生磁场。化后，它会影响周围的磁场，从而导致罗围和象限。
异可以表示为A Dsin（2φ） Ecos（2φ）。φc=φ-Δφ（6）其中：φc是真实航向角； φ是罗氏误差补偿前的航向角； Δφ是Luo误差； A，恒温阀芯B，C，D，E表示误差补偿系数Luo。子指南针的指南针补偿必须根据特定环境找到指南针补偿系数。
了提高补偿系数的测量精度，采用实验方法在0°至360°之间每15°进行24个实验点的航向角，在测试过程中，该角度的测量值获得航向和测量误差。用最小二乘补偿法来计算Luo补偿系数，该系数将替换为误差补偿方程式。
4为表1对应的误差调整曲线，如表所示，误差补偿前的最大误差为-24.5°。向角基本上是正弦曲线，误差大。偿后的航向角度误差为±2.5°。5显示了误差补偿后在不同位置和不同时间进行的几组实验的数据拟合曲线和标准值曲线。验数据的测量是在俯仰角和侧倾角为零的情况下进行的。引入这两个姿态角时，测量精度可能会受到一定程度的影响。文设计的系统结构简单，体积小，能耗低。验还证明该系统是稳定的，并且测量误差基本上限制为±2.5°。
系统可用于一般导航领域。实验过程中，还发现可以根据具体应用在相同的工作环境下使用多跨度补偿方法对系统的测量误差进行迭代补偿，以进一步提高测量的准确性。
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