關于單片機的GPS定位系統(tǒng)

1、四川師范大學成都學院電子工程系課程設計報告、夕 4刖百隨著時代的發(fā)展，先進的科學技術給人們的生活帶來了翻天覆地的變化。各種各樣的智能化產品層出不窮，推動著社會的進步。全球定位系統(tǒng)GPS美國從20世紀70年代開始研制， 在1994年建成， 以接收導航衛(wèi)星信號為基礎的非自主式導航與定位系統(tǒng)， 它以全球性、全能性、全天候性、連續(xù)實時高精度的實時時間、三維位置、三維速度為人們的生活帶來了方便。隨著全球定位技術的不斷改進和完善， 它的應用領域將會不斷地擴大， 必將成為信息時代不可缺少的一部分。在我們的生活中GPSt位系統(tǒng)給我們帶來了便利，如車載GPSt航儀、GPSW寺設備、GPS/GPRS程終端控制設備

2、等，但是他們的價格比較昂貴。 本設計使用低功耗的AT89S52I片機、GPSS星定位模塊和LCD12864液晶顯示模塊來實現(xiàn)對GPS定位信息的計算和顯示。GPS信息主要有GPGSV可見衛(wèi)星信息）、GPGLL（地理定位信息）、GPRMC推薦最小定位信息）、GPVTG地面速度信息）、GPGGAGPSS位信息）和GPGSA當前衛(wèi)星信息）。在設計中我用軟件只對GPRMC最小定位信息）和GPGGAGPS定位信息）進行了解析，并將解析后的數(shù)據轉換成字符，通過LCD12864顯示日期、時間、經度、緯度、航向、速度和海拔高度等衛(wèi)星信息。本設計思路清晰、結構簡易、性價比高，對研究GPSt位系統(tǒng)二次開發(fā)有重要作用

3、。四川師范大學成都學院電子工程系課程設計報告1.總體設計方案1.1系統(tǒng)設計框圖本設計主要由電源電路、復位電路、時鐘電路、串口通信電路、GPS接收模塊、LCD1286前示電路組成。電源電路為系統(tǒng)提供電源，復位電路用于單片機的初始化操作，時鐘電路用于是單片機工作在統(tǒng)一的時鐘脈沖。GPSg收模塊由GPSR收電路和GPSg收天線組成。GPSS收機用于接收GPS衛(wèi)星信號，并將接收到的信息通過串口通信方式發(fā)送到單片機中。單片機通過軟件程序對接收到的GPSt位信息進行計算解析，并將解析的結果通過LCD12864示。系統(tǒng)設計框圖如圖1所示：圖 1 系統(tǒng)設計框圖2 .設計原理2.1 AT89S52單片機結構和原

4、理2.1.1 AT89S52單片機功能特性AT89S52單片機是一種低功耗、 高性能COMS?？刂破鳎?具有8K可編程Flash存儲器。 使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術制造， 與工業(yè)80C51產品指令和引腳完全兼容。 片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，適宜于常規(guī)編程。AT89S52具有以下標準功能：8k字節(jié)Flash,256字節(jié)RAM32位I/O口線，看門狗定時器，2個數(shù)據指針，三個16位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結構，全雙工用行口，片內晶振及時鐘電路。另外，AT89S52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU亭止工作，允許RAM定

5、時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RAMft容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個J?四川師范大學成都學院電子工程系課程設計報告中斷或硬件復位為止。AT89S52弓|腳分布圖如圖2所示：1P1.0(T2)VCCP1.1(T2EX)P0.0(AD0)，P1.2P0.1(AD1)P1.3P0.2(AD2)P1.4P0.3(AD3)P1.5(MOSI)P0.4(AD4)P1.6(MISO)P0.5(AD5)P1.7(SCK)P0.6(AD6)RSTP0.7(AD7)P3.0(RXD)-EA(VPP)，P3.1(TXD)ALE(PROG)_P3.2(INT0)PSENP

6、3.3(INT1)P2.7(A15)P3.4(T0)P2.6(A14)P3.5(T1)P2.5(A13)P3.6(WR)P2.4(A12)P3.7(RO)P2.3(A11)，XTAL2P2.2(A10)XTAL1P2.1(A9)GNDP2.0(A8)4023933843753663573483393210311130122913281427152616251724182319222021圖 2AT89S52 引腳分布圖AT89S5要性能： 與MCS-5俾片機產品兼容89s528K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲器1000次擦寫周期 全靜態(tài)操作：0Hz33Hz 三級加密程序存儲器32個可編程I/O

7、口線 三個16位定時器/計數(shù)器 八個中斷源 全雙工UARTM亍通道 低功耗空閑和掉電模式 掉電后中斷可喚醒 看門狗定時器 雙數(shù)據指針 掉電標識符四川師范大學成都學院電子工程系課程設計報告2.1.2復位控制電路原理復位是單片機的初始化操作，單片機在上電啟動運行時，都需要先復位。其作用是使單片機和其他部件都處于一個確定的初始化狀態(tài)，并從這個工作狀態(tài)開始工作。但是單片機自身不能自動進行復位，必須使用外部復位電路來實現(xiàn)單片機的復位。單片機的1，、-,2一，外部復位電路有上電自動復位電路和按鍵手動復位電路兩種。我們米用的是按鍵手動復位，當復位按鍵按下后，復位端與VCOfe源接通，電容迅速放電，使RES書

8、I腳為高電平；當復位鍵彈起后，VCCfe源通過10K歐姆電阻對22uf電容重新充電，RES啊腳端出現(xiàn)復位正脈沖。其持續(xù)時間取決于RC電路時間常數(shù)。復位控制電路圖如圖3所示：S1SW-PBoR1200R310K圖 3 復位控制電路圖2.1.3時鐘控制電路原理單片機的工作是在統(tǒng)一的時鐘脈沖控制下進行的，這個時鐘脈沖由單片機時鐘電路發(fā)出，單片機的時鐘產生有內部時鐘和外部時鐘兩種，我們采用的是內部時鐘方式。止匕方式是利用芯片內部的振蕩器， 然后在引腳XTAL1和XTAL2兩端接晶體振蕩器， 就構成了自激的振蕩器，發(fā)出的脈沖直接送入內部時鐘電路。外接晶振時，C4和C5的值通常選擇為15P33PF之間，電

9、容對頻率有微調作用。時鐘控制電路圖如圖4所示：C430p圖 4 時鐘控制電路圖REST30pC5Ui。IX2VCCC122uf四川師范大學成都學院電子工程系課程設計報告2.2GPS結構組成全球定位系統(tǒng)(GlobalPositioningSystem)GPSI1美國第二代衛(wèi)星導航系統(tǒng)，是在子午儀衛(wèi)星導航系統(tǒng)的基礎上發(fā)展起來的，它采納了子午儀系統(tǒng)的成功經驗，和子午儀系統(tǒng)一樣，全球定位系統(tǒng)由空間部分、地面控制部分和用戶設備三大部分組成。GPS結構組成圖如圖5所示：2.2.1空間部分GPS的空間部分由21顆工作衛(wèi)星和3顆備用衛(wèi)星組成，它們位于距離地球表面20200KmW高空中。平均分配在6個軌道平面上

10、(每個平面4顆)，軌道傾斜角為55,各軌道平面開交點的赤徑相差60度。止匕外，還有4顆有源備份衛(wèi)星在軌運行。衛(wèi)星的分布使得在全球任何地方、任何時間都可觀測到4顆以上的衛(wèi)星，并能保持良好定位解算精度的幾何圖象，這就提供了在時間上連續(xù)的全球導航能力。GPS衛(wèi)星產生兩組電碼，一組稱為C/A碼(Coarse/AcquisitionCode11023MHz)；一組稱為P碼(PreciseCode10123MHz),P碼因頻率較高，不易受干擾，定位精度高，因此受美國軍方管制，并設有密碼，一股民間無法解讀，主要為美國軍方服務。C/A碼人為采取措施而刻意降低精度后，主要開放給民間使用。GPS衛(wèi)星有如下基本功能

11、： 接受和存儲有地面監(jiān)控站發(fā)來的導航信息，接受并執(zhí)行監(jiān)控站的控制命令。 借組與衛(wèi)星上設有的微處理機進行必要的數(shù)據處理工作。四川師范大學成都學院電子工程系課程設計報告 通過星載的高精度葩原子鐘和鋤原子鐘提供精密的時間標準。 向用戶發(fā)送定位信息。 在地面監(jiān)控站的指令下，通過推進器調整衛(wèi)星的姿態(tài)和啟用備用衛(wèi)星2.2.2地面控制部分地面控制部分由1個主控站、5個監(jiān)測站和3個地面控制站組成。檢測站是主控站直接控制下的數(shù)據自動采集中心， 站內配有雙頻的GP棠收機和高精度原子鐘。 檢測站將衛(wèi)星觀測數(shù)據，包括電離層和氣象數(shù)據，經過初步處理后，傳送到主控站。主控站從各監(jiān)測站收集跟蹤數(shù)據，計算出衛(wèi)星的軌道和時鐘參

12、數(shù)，然后將結果送到3個地面控制站。地面控制站在每顆衛(wèi)星運行至上空時，把這些導航數(shù)據及主控站指令注入到衛(wèi)星。這種注入對每顆GPS衛(wèi)星每天一次，并在衛(wèi)星離開注入站作用范圍之前進行最后的注入。如果某地面站發(fā)生故障，那么在衛(wèi)星中預存的導航信息還可用一段時間，但導航精度會逐漸降低。2.2.3用戶設備部分用戶設備即為GPSK收機本設計主要是設計該部分，其主要功能是能夠捕獲一定衛(wèi)星截止角所選擇的待測衛(wèi)星，并跟蹤這些衛(wèi)星。利用已經設計好的GPS接收模塊接收衛(wèi)星發(fā)送的定位信息，通過MCU處理采集到的數(shù)據，并將數(shù)據轉換成字符，顯示定位信息。GPS8收機的硬件，一般包括主機（包括GPSR據采集芯片）、天線和電源，接

13、收機中的微處理機算機是用戶設備的核心部分，它可以按照定位解算方法進行定位計算，計算出用戶所在位置的經度、緯度、海拔高度、速度和日期時間信息。2.3GPS工作原理GPS定位的基本原理是根據高速運動的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據，采用空間距離后方交會的方法，確定待測點的位置。本設計采用GPS色對定位原理，參照坐標系為WGS84坐標系。假設t時間在地面安置GPSR收機， 測得GPS言號到達GPSg收機的時間為At,再根據GPS8收機上接收到的從GPSS星發(fā)射回來的星歷信息。測偽距觀測方程圖如圖6所6示：四川師范大學成都學院電子工程系課程設計報告（-丫+&-了+（”廳+c（i-巧。）=底T）

14、2+（”一,）2+（二2二1產+。（叱一%）=4（.”一#）+（v3-V）2+（二3二產產+CT（I73170）=4（1-寸+（34-V）2+一二彳產+。（%一所。）=4圖 6 測偽距觀測方程圖上述四個方程式中待測點坐標X、Y、Z和Vt0為未知參數(shù)，其中di=CAti（i=1、2、3、4）。di（i=1、2、3、4）分別為衛(wèi)星1、衛(wèi)星2、衛(wèi)星3、衛(wèi)星4到接收機之間的距離。（i=1、2、3、4）分別為衛(wèi)星1、衛(wèi)星2、衛(wèi)星3、衛(wèi)星4的信號到達接收機所經歷的時間。C為GPS號的傳播速度（即光速）。四個方程式中各個參數(shù)意義如下：X、Y、Z為待測點坐標的空間直角坐標。Xi、Yi、Zi（i=1、2、3、4

15、）分別為衛(wèi)星1、衛(wèi)星2、衛(wèi)星3、衛(wèi)星4在t時刻的空間直角坐標，可由衛(wèi)星導航電文求得。Vti（i=1、2、3、4）分別為衛(wèi)星1、衛(wèi)星2、衛(wèi)星3、衛(wèi)星4的衛(wèi)星時鐘差它由衛(wèi)星星歷提供。Vt0為接收機的時鐘差。由以上四個方程即可解算出待測點的坐標X、Y、Z和接收機的時鐘差Vt0。2.4GPS數(shù)據解析本設計的GPSI收機根據NMEA-018物議的標準規(guī)范，將位置、速度等信息通過用口傳送到單片機系統(tǒng)。NMEA-018勃、議是GP棠收機應當遵守的標準協(xié)議，也是目前GPS四川師范大學成都學院電子工程系課程設計報告接收機上使用最廣泛的協(xié)議，大多數(shù)常見的GP棠收機、GP繳據處理軟件、導航軟件都遵守或者至少兼容這個

16、協(xié)議。NMEA訊協(xié)議所規(guī)定的通訊語句都已是以ASCII碼為基礎的，NMEA-0183B議語句的數(shù)據格式如下：$”為語句起始標志；“，”為域分隔符；“*”為校驗和識別符，其后面的兩位數(shù)為校驗和，代表了$”和“*”之間所有字符的按位異或值（不包括這兩個字符）；“CR“”為終止符，所有的語句必須以“或“”來結束，也就是ASCII字符的“回車”（十六進制的0D）和“換行”（十六進制的0A）。所有的信息由$開始，以換行結束，緊跟著$后的五個字符解釋了信息的基本類型，多個參數(shù)之間用逗號隔開。NMEA-0183協(xié)議定義的語句非常多，但是常用的或者兼容性最廣的語句有$GPGGA$GPGSA$GPGSV$GPR

17、MC$GPVTG$GPGL野。在設計中我們只對GPRM數(shù)據和GPRMC數(shù)據進行了解析。2.4.1 GPRMC數(shù)據詳解$GPRMC,*hhUTC時間，hhmmss時分秒）格式定位狀態(tài)，A=有效定位，V=無效定位緯度ddmm.mmmffi分）格式（前面的0也將被傳輸）緯度半球N（北半球）或S（南半球）經度dddmm.mmmm介）格式（前面的0也將被傳輸）經度半球E（東經）或W（S經）地面速率（000.0-999.9節(jié)，前面的0也將被傳輸）地面航向（000.0359.9度，以真北為參考基準，前面的0也將被傳輸）UTC日期，ddmmyy（3月年）格式磁偏角（000.0-180.0度，前面的0也將被傳輸

18、）磁偏角方向，E（東）或W（H）模式指示（僅NMEA0183.00版本輸出，A=自主定位，D至分，E=古算，N嗷據無效）解析內容：1 .時間，這個是格林威治時間，是世界時間（UTC,我們需要把它轉換成北京時問（BTC,BTC?口UTC差了8個小時，要在這個時間基礎上加8個小時。8四川師范大學成都學院電子工程系課程設計報告2 .定位狀態(tài)，在接收到有效數(shù)據前，這個位是V,后面的數(shù)據都為空，接到有效數(shù)據后，這個位是A,后面才開始有數(shù)據。3 .緯度，我們需要把它轉換成度分秒的格式，計算方法：如接收到的緯度是：4546.408914546.40891/100=45.4640891可以直接讀出45度454

19、6.40891-45*100=46.40891可以直接讀出46分46.40891-46=0.40891*60=24.5346讀出24秒所以緯度是：45度46分24秒。4 .南北緯，這個位有兩種值N（北緯）和S（南緯）5 .經度的計算方法和緯度的計算方法一樣6 .東西經，這個位有兩種值E（東經）和W（西經）7 .速率，這個速率值是海里/時，單位是節(jié)，要把它轉換成千米/時，根據：1海里=1.85公里，把得到的速率乘以1.85。8 .航向，指的是偏離正北的角度9 .日期，這個日期是準確的，不需要轉換2.4.2GPGGA數(shù)據詳解$GPGGA,M,M,*xx$GPGGA起始引導符及語句格式說明（本句為G

20、PSS位數(shù)據）UTC寸間，格式為hhmmss.sss緯度，格式為ddmm.mmmm”位是零也將傳送）緯度半球，N或S（北緯或南緯）經度，格式為dddmm.mmmm”位零也將傳送）經度半球，E或W保經或西經）定位質量指示，0=定位無效，1=定位有效使用衛(wèi)星數(shù)量，從00到12（第一個零也將傳送）水平精確度，0.5到99.9天線離海平面的高度，-9999.9至I9999.9米M指單位米大地水準面高度，-9999.9到9999.9米M指單位米差分GPSK據期限（RTCMSC-104）,最后設立RTC聯(lián)送的秒數(shù)量差分參考基站標號，從0000到1023（首位0也將傳送）四川師范大學成都學院電子工程系課程設

21、計報告2.5LCD12864液晶顯示原理LCD1286晁一種具有4/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，內部含有國標一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊，具顯示分辨率為128X64,內置8192個16*16點漢字和128個16*8點ASCII字符集。 利用該模塊靈活的接口方式和簡單、 方便的操作指令，可構成全中文人機交互圖形界面?？梢燥@示8X4行16X16點陣的漢字。也可完成圖形顯示，低電壓低功耗是它的又一顯著特點。由該模塊構成的液晶顯示方案與同類型的圖形點陣液晶顯示模塊相比，不但硬件電路結構和顯示程序簡單，該模塊的價格也略低于相同點陣的圖形液晶模塊。2.5.1 LCD12864的基

22、本特性 低電源電壓（VDD:+3.0+5.5V） 顯示分辨率:128X64點 內置漢字字庫，提供8192個16X16點陣漢字（簡繁體可選） 內置128個16X8點陣字符2MHZ寸鐘頻率 顯示方式：STN半透、正顯 驅動方式：1/32DUTY1/5BIAS 背光方式：側部高亮白色LED功耗僅為普通LED1/5-1/10 通訊方式：用行、并口可選 內置DC-D啜換電路，無需外加負壓 無需片選信號，簡化軟件設計 工作溫度：0C+55C,存儲溫度：-20C+60C表 1LCDD12864 并行接口表管腳號管腳名稱電平管腳功能描述1VSS0V電源地2VCC3.0+5V電源正3V0-對比度（亮度）調整4R

23、S(CS)H/LRS=H,DB7DB0 為顯示數(shù)據RS=L”,表示 DB7-DB0 為顯示指令數(shù)據5R/W(SID)H/LR/W=H,E=H,數(shù)據被讀至 UDB7DB0R/W=L”,E=HL”，DB7DB0 的數(shù)據被寫到 IR 或 DR6E(SCLK)H/L使能信號7DB0H/L三態(tài)數(shù)據線8DB1H/L三態(tài)數(shù)據線10四川師范大學成都學院電子工程系課程設計報告9DB2H/L三態(tài)數(shù)據線10DB3H/L三態(tài)數(shù)據線11DB4H/L三態(tài)數(shù)據線12DB5H/L三態(tài)數(shù)據線13DB6H/L三態(tài)數(shù)據線14DB7H/L三態(tài)數(shù)據線15PSBH/LH:8 位或 4 位并口方式，L:串口方式（見注釋 1）16NC-空腳

24、17/RESETH/L復位端，低電平有效（見注釋 2）18VOUT-LCD 驅動電壓輸出端19AVDD背光源正端（+5V）（見注釋 3）20KVSS背光源負端（見注釋 3）注釋1:如在實際應用中僅使用并口通訊模式，可將PS限固定高電平，也可以將模塊上的J8和“VCC用焊錫短接。注釋2:模塊內部接有上電復位電路，因此在不需要經常復位的場合可將該端懸空注釋3:如背光和模塊共用一個電源，可以將模塊上的JA、J則焊錫短接。3.模塊電路設計3.1單片機最小系統(tǒng)單片機最小系統(tǒng)由復位電路、時鐘電路、P0口加上拉電阻組成。我們采用的是按鍵手動復位，當復位按鍵按下后， 復位端與VCC電源接通， 電容迅速放電，

25、使RESTIW為高電平； 當復位鍵彈起后，VCC電源通過10K歐姆電阻對22uf電容重新充電，REST引腳端出現(xiàn)復位正脈沖。其持續(xù)時間取決于RC電路時間常數(shù)。時鐘電路我們采用的是內部時鐘方式。此方式是利用芯片內部的振蕩器，然后在引腳XTAL1和XTAL2兩端接晶23體振蕩器，就夠成了自激的振蕩器，發(fā)出的脈沖直接送入內部時鐘電路。最小系統(tǒng)電路圖如圖7所示:圖 7 最小系統(tǒng)電路圖200C4T 卜30pC5HF表C2ufR310K2-11.059-X2p101p112p123p1345p156p16/p178REST-9p3010p3111p3212p3313p3414p3515p3616p3717

26、X118X21920,P1.0VCC,P1.1P0.0(AD0)，23P0.1(AD1)2(AD2)3(AD3)4(AD4),P1.，45(MOSI)P0.PP1.，6(MISO)7(SCK)P0.P5(AD5)6(AD6)7(AD7)A(VPP)(PROG),P1.P0.-EALE,P3.0(RXD)1(TXD)2(INT0-r.P,P3.PSEN3(INT1r4(T0)P2.P7(A15)6(A14),P3.5(T1)P2.5(A13),P6(WR)-P2.4(A12)7(ROTP2.3(A11)P2.2(A10)40VCC丁1R239p002n38p01337p024r36p03535p

27、046r34p05733p068r32p07931JVCC2 7p262 6p252 5p242 4p232 3p222 2p212 1p20VCCSW-PBRESTU111四川師范大學成都學院電子工程系課程設計報告3.2電源電路本設計電源電路由三個部分組成：包括整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路。U5為整流橋它將交流電轉化直流電。常見的整流電路有單相半波、全波、橋式、和倍壓整流電路。濾波電路用于濾去整流輸出電壓中的紋波，常見的濾波電路有電容濾波、電感濾波和混合濾波電路，設計中采用的是電容濾波。本設計的穩(wěn)壓電路采用的是三端穩(wěn)壓器。電源電路圖如圖8所示：圖 9 串口通信電路圖12圖 8 電源電路圖3.

28、3串口通信電路對于單片機來說，為了進行串行數(shù)據的數(shù)據通信，單片機有一個全雙工的串行通信接口，包含用行口接收和發(fā)送緩沖寄存器等。本設計中考慮到GPSt位接收模塊與單片Title機之間進行數(shù)據通信。由于GP或收模塊需要的是TTL或CMO由平，可以通過MAX232Size進行電平轉化，單片機輸出的電平就是TTL電平。為什么要在加一個MAX232I口電監(jiān)Numbe呢，就是為了方便在PC機上應用GPSViewer軟件觀察GPS奠塊是否接收到3回的數(shù)據信息。串口通信電路圖如圖9而示：GPSE星皤519-Jun-27缽謂J1C110ufCr、C3正10ufU1o-0 0o-o-0 0O-O-0 0DB916

29、2738495GNDVCC-CAP-CAP+1CAP2+CAP1+-CAP2-CAP1-RT-OUT1T-IN1RT-OUT2T-IN2RR-IN1R-OUT1-RR-IN2R-OUT22rn一C410uf13lJ_C510uf11VCC10T_1129rJ21234GPS+9VVCC3U678L05四川師范大學成都學院電子工程系課程設計報告3.4LCD12864顯示電路LCD1286晁20個引腳SIP封裝的集成接口器件。在設計中我們將2腳外接電源，3腳接10K勺電位器，可實現(xiàn)對其背光調節(jié)。4、5、6腳是控制端口，7-14腳是數(shù)據輸出端口，接單片機P啾口。LCD1286顯示電路圖如圖10所示：

30、3.5HOLUXGR-87GPS模塊HOLUXGR-87GPS一種高性能，低功耗，體積小，很容易集成GPS5I擎板為一種廣譜的設計OEM（統(tǒng)應用。該產品是基于成熟的技術在其他HOLUX121道GPS8收機和SiRFstarII/LP芯片組解決方案。該GPSgl擎板將KM蹤多達12顆衛(wèi)星在同一時間，而提供快速的時間，首次定位和一秒鐘的導航更新。其遠達能力滿足汽車導航的靈敏度的要求，以及其他基于位置的應用程序。因此，HOLUX9R-87引擎板是非常適合的客戶的AVL系統(tǒng)集成和基于位置的服務。而GR-87的設計采用了最新的表面貼裝技術（BGA和高水平的電路集成，實現(xiàn)卓越的性能，同時最大限度地減少空間

31、和功率的要求。這種硬件功能結合智能軟件使引擎板更容易被集成在各種導航應用產品上。應用系統(tǒng)可通過兩個RS2321容設置與CMOS/TTL電平的雙向溝通渠道進行數(shù)據通信HOLUXGR-87GP模塊主要特點: 平均冷啟動時間在45秒 低功耗、12通道“全在查看”跟蹤 集成ARM7TDMICPU軟件工程服務 嵌入式客戶定義的應用程序 在1Mb的SRAM5片TitleSizeNumberBDate:19-Jun-2011File:汽車課設等2011年6月哪設計AGPS工5圖 10LCD12864 顯示電路圖四川師范大學成都學院電子工程系課程設計報告 雙TTL電平的串行端口，一個用于GPSg收器命令消息

32、接口，另一個為RTCW104DGPS俞入之一 契約理事會尺寸1“X1”x0.27“(25.4x25.4x7mm),易于集成到手持設備 重捕時間0.1秒 支持標準NMEA-0183ffiSiRF二進制協(xié)議 支持精確的1PPS俞出信號與GPS寸序對齊 多路徑緩解硬件 板上RTCMSC104DGPSf口WAAS/EGNOSDemodulator內置鋰電池進行GPSS位快表 2HOLUXGR-87GPS 模塊管腳分布表PinPinNameFunctiondescription1VCC_5V+3.55.5Vdcpowerinput2TXASerialDataoutputportA(TTLLevel:Vo

33、h=2.4VVol三0.4VIoh=Iol=2mA)3RXASerialDatainputportA(TTLLevelVih0.7*VCCVil三0.3*VCC)4RXBSerialDatainputportB(TTLLevelVih呈0.7*VCCVil三0.3*VCC)5GNDPowerground6TIMEMARK/RESET(option)TIMEMARK:1PPSTimemarkoutput(Vil三0.2VPulseWidth10ms)。RESET:ResetInput(ActiveLow)(optionfunction)4 .系統(tǒng)軟件設計4.1主程序流程圖主程序是單片機程序執(zhí)行的

34、主體部分， 整個系統(tǒng)軟件的功能都在其中完成， 本設計的主程序部分主要包括：串口通信控制程序、LCD1286抑序、GPSK據解析程序和顯示程序。主程序中進行了串口初始化、定時器0初始化、LCD12864勺初始化和GP繳據的初始化。定義了GPS勺接收開始和停止標志位rev_start和rev_stop、GPSt理標志位gps_falg和換頁顯示標志位change_page進入主程序后首先判斷串口是否接收到數(shù)據及ch=$和gps_flag=0;然后rev_start=1,rev_stop=0,開始接收GPSft收機發(fā)送的數(shù)據，rev_start=0,rev_stop=1接收完成；開定時器0,對GPR

35、MGPGGA行解析，并顯示解析的數(shù)據信息。如果沒有接收到$,LCD12864s示初始化信息。主程序1314四川師范大學成都學院電子工程系課程設計報告流程圖如圖11所示:圖 11 主程序流程圖4.2 GPS數(shù)據處理流程圖GP酸據的處理包含兩個部分：一部分是對GPRM數(shù)據的解析處理，另一部分是對GPGGA據的解析處理。在對GPRM數(shù)據的解析時主要是定義了以個字符型變量ch,并判斷接收到的數(shù)據的第五個字符，如果第五個字符是C,在判斷定位狀態(tài)status是否等于A,如果等于則就將接收到的經度、緯度、日期和時間信息進行字符轉換，及單片機將GPSg收機發(fā)送來的數(shù)據通過軟件程序控制轉換成字符型數(shù)據。在對GP

36、GGA據的解析是也是定義了一個字符型變量ch,判斷接收到的數(shù)據的第四個字符， 如果第四個字符是G,且定位狀態(tài)標志位status不等于，那么單片機也將GPSg送來的海拔高度和水平面高度數(shù)據通過軟件程序轉換成字符型數(shù)據。GPSa據處理流程圖如圖12所示：15每行開頭的字符都是$,接著是信息類型，后面是數(shù)據，以逗號分隔開。一行完整的數(shù)據如下：$GPRMC,080655.00,A,4546.40891,N,12639.65641,E,1.045,328.42,170809,A*604.3顯示程序流程圖顯示程序包含三個方面的數(shù)據顯示主要是日期時間、第一頁數(shù)據的顯示、第二頁數(shù)據的顯示。第一頁顯示經緯度，第

37、二頁顯示的是速度、航向、高度、海拔。開始程序后進入程序初始化定義數(shù)據；然后判斷GP棠收機發(fā)送到單片機的數(shù)據是否解析，是否有效；有效的話就LCD12864青屏、開定時器0,顯示從GPS1星發(fā)射回來的日期和時間。其次判斷經緯度是東經還是西經、南緯還是北緯，如果正確顯示當前的經緯度數(shù)據，關定時器00否則的話LCD12864H一次清屏，開定時器0,顯示速度、航向、高度和海拔。顯示程序流程圖如圖13所示：165 .設計總結在整個設計與制作過程中，我們遇到了很多的困難，但是最后通過老師和隊友們的共同努力下，所有的問題都解決了。當我們拿到這個題目時開始有點茫然，畢竟沒有使用過SD的讀寫系統(tǒng)，不過我們很快就開

38、始細細的規(guī)劃了，了解其相關的參數(shù)以及查找資料來實現(xiàn)8962單片機與其的通信，也就是如何來通過8962單片機對其控制、讀取數(shù)據以及數(shù)據的正確處理。后來我們又遇到了制版的麻煩，不過還好，得到了實驗中心的老師熱心幫助，最終也解決了。其實這個設計最主要的部分就是程序代碼了，因為我有很好的程序基礎，所以最重要的部分很輕松的就完成了。在這次的課程設計中，我再次的感受到了一點，那就是團隊合作，無論一個人多么的優(yōu)秀都離不開一個團隊，即使一個17四川師范大學成都學院電子工程系課程設計報告人能夠完成，那必然會花費更多的時間以及資源，并且不一定會做得很好，因為一個人想的方面畢竟有限。我在收獲知識的同時，還獲取了閱歷

39、，豐富了經驗，在此過程中，我們通過查找大量的資料，請教老師，以及不懈的努力，不僅培養(yǎng)了獨立思考、動手制作能力，在各種其他能力上也都有了提高。更重要的是，在課程設計的過程中，我學會了很多學習方法。而這時以后最實用的，要面對社會的挑戰(zhàn)，只有不斷地學習與實踐。同時在與老師和同學交流的過程中，互相學習，將知識融會貫通，提高自己與人交流的能力，提高自己的團隊意識。6 .參考文獻1謝維成.單片機原理與應用及 C51 程序設計M.北京：清華大學出版社，2005.4.100-1122沈紅衛(wèi).基于單片機的智能系統(tǒng)設計與實現(xiàn)M.北京：電子工業(yè)出版社，2009.6.12-233朱月秀.單片機原理與應用M.北京：北京

40、科學出版社，2007.8.40-504魏建秋.汽車電子電路試圖技巧M.北京：機械工業(yè)出版社,2009.8.36-585康光華.電子技術基礎M.北京：高等教育出版社，2006.1.486-5006牛昱光.單片機原理與接口技術M.北京：電子工業(yè)出版社，2009.12.160-1737徐瑋.C51 單片機高效入門M.北京：機械工業(yè)出版社，2010.5.124-1338戴仙金.51 單片機及其 C 語言程序開發(fā)實例M.北京：清華大學出版社，2008.2.189-1939邱致和.GP 既理與與應用M.北京：電子工業(yè)出版社，2001.2.125-13310李明峰.GPSt 位技術及其應用M.北京：國防工業(yè)

41、出版社，2007.7.156-1987.附錄18附錄2系統(tǒng)設計PCB圖附錄3系統(tǒng)設計3D圖四川師范大學成都學院電子工程系課程設計報告附錄1系統(tǒng)設計原理圖VCCJ11234電源部分下載口U2R5P101IP1121P12-3P134PIT-5-PT5-6P167PTT8RESI91P3010P3IIIP3212P3313P3414P3515P36161P3717X118X21920P1.0VCCP1.1P0.0(AD0)P1.2P0.1(AD1)P1.3P0.2(AD2)P1.4P0.3(AD3)P1.5(MOSI)P0.4(AD4)P1.6(MISO)P0.5(AD5)P1.7(SCK)P0.

42、6(AD6)RSTP0.7(AD7)P3.0(RXD)EA(VPP)P3.1(TXD)ALE(PROG)P3.2JNT0)PSENP3.3(INT1)P2.7(A15)P3.4(T0)P2.6(A14)P3.5(T1)P2.5(A13)P3.6(WR)P2.4(A12)P3.戀O)P2.3(A11)XTAL2P2.2(A10)XTAL1P2.1(A9)GNDP2.0(A8)27P2621P2038P01-32P2323P2222P2137P024-36-36- -P03-526P2525P2432-P07931YALE29PSEN28P2735P04634P05733P068AT89S52/S

43、TC89C52VCC12403910k最小系統(tǒng)GND|P30-VCCJ3123456GP 暖口4682146821DCLDCLJ2VSSVCCVORSRWERB0RB1RB2RB3RB4RB5RB6RB7PSBNCRESETVOUTBLABLK3-4P255P24-6-6P23VCCR6RESVR7P00-8P019P020P03HlP04T2T2P053P06114 4P075P27776 6 F-P267 78 82020 VCC卜GND液晶顯示電路19四川師范大學成都學院電子工程系課程設計報告附錄3實物初始化圖N 雪瞿程設春黑噓缶:二附錄4實物效果圖120ci小U2U2WWWW0OWWWWWW0OWWg gs sp p NJINJIP0UIER1J3J3一O O口-。0。四川師范大學成都學院電子工程系課程設計報告附錄5實物效果圖2ND1ZND1Z年1212月20020021四川師范大學成都學院電子工程系課程設計報告8.使用說明書首先將電源插頭接入220V交流插座中，最好將其天線伸向窗外，以便更好的接收gps信號。上電后系統(tǒng)將會自動搜索gps信號，黃色l