【正文】 ， 準(zhǔn) 時(shí) 到 達(dá)目 的 地 ?！?　 全 球 定 位 系 統(tǒng) (GPS)是 20 世 紀(jì) 70 年 代 由 美 國(guó) 陸 海 空 三 軍 聯(lián) 合 研 制 的 新一 代 空 間 衛(wèi) 星 導(dǎo) 航 定 位 系 統(tǒng) 。 其 主 要 目 的 是 為 陸 、 海 、 空 三 大 領(lǐng) 域 提 供 實(shí)時(shí) 、 全 天 候 和 全 球 性 的 導(dǎo) 航 服 務(wù) ， 并 用 于 情 報(bào) 收 集 、 核 爆 監(jiān) 測(cè) 和 應(yīng) 急 通 訊 等一 些 軍 事 目 的 ， 是 美 國(guó) 獨(dú) 霸 全 球 戰(zhàn) 略 的 重 要 組 成 。 經(jīng) 過(guò) 20 余 年 的 研 究 實(shí) 驗(yàn) ，耗 資 300 億 美 元 ， 到 1994 年 3 月 ， 全 球 覆 蓋 率 高 達(dá) 98%的 24 顆 GPS 衛(wèi)星 星 座 己 布 設(shè) 完 成 。 　 　 GPS 全 球 衛(wèi) 星 定 位 系 統(tǒng) 由 三 部 分 組 成 ： 空 間 部 分 ———GPS 星 座 ； 地面 控 制 部 分 ———地 面 監(jiān) 控 系 統(tǒng) ； 用 戶 設(shè) 備 部 分 ———GPS 信 號(hào) 接 收 機(jī) 。GPS 定 位 技 術(shù) 具 有 高 精 度 、 高 效 率 和 低 成 本 的 優(yōu) 點(diǎn) ， 使 其 在 各 類(lèi) 大 地 測(cè)量 控 制 網(wǎng) 的 加 強(qiáng) 改 造 和 建 立 以 及 在 公 路 工 程 測(cè) 量 和 大 型 構(gòu) 造 物 的 變 形 測(cè) 量 中得 到 了 較 為 廣 泛 的 應(yīng) 用 。4緒 論本設(shè)計(jì)是一個(gè) LCD1602 電子液晶顯示屏顯示動(dòng)畫(huà)的設(shè)計(jì)。整機(jī)以 ATMEL 公司生產(chǎn)的 40 腳單片機(jī) AT89S52 為核心，介紹了以它為控制系統(tǒng)的 LCD 電子液晶顯示屏的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)過(guò)程。該電子顯示屏內(nèi)部自帶了 ASCII 碼識(shí)別顯示控制電路部分，如果需要顯示一個(gè)西文字符，只需要讓單片機(jī)給他輸入這個(gè)西文字符的 ASCII 碼即可。文中詳細(xì)介紹了 LCD 顯示的硬件設(shè)計(jì)思路、硬件電路各個(gè)部分的功能及原理、相應(yīng)軟件的程序設(shè)計(jì)。⒈控制任務(wù)，本設(shè)計(jì)采用 AT89s52 單片機(jī)為核心控制芯片，控制任務(wù)包括兩個(gè)部分：數(shù)據(jù)接受控制和顯示控制。①：數(shù)據(jù)接收控制：51 單片機(jī)內(nèi)部集成了串行口通信電路，本設(shè)計(jì)應(yīng)用這個(gè)電路接收外部數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)格式為八位數(shù)據(jù)+1 位停止位。把接收到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。②：顯示控制：利用 51 單片機(jī)的 I/O 端口控制 LCD1602 液晶顯示器顯示相應(yīng)信息；顯示之前先從緩沖區(qū)取出數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò) CPU 處理過(guò)后，送到LCD1620 顯示需要信息。 ⒉數(shù)據(jù)采集方案，為了減少接收出錯(cuò)的問(wèn)題，采集數(shù)據(jù)時(shí)使用串行口中斷數(shù)據(jù)接收方式。方案①：直接接收，不論接收到的數(shù)據(jù)是什么，先把串行口發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)接收到數(shù)據(jù)緩沖區(qū)過(guò)后，再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。GPS 模塊為一種智能模塊，它每秒鐘會(huì)發(fā)出幾種數(shù)據(jù)，包括：$GPGGA、$GPRMC、$PGRMV 、$PGRMO、$PGRMC 等數(shù)據(jù)格式。每個(gè)數(shù)據(jù)為 15~36 個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，如果把每個(gè)數(shù)據(jù)都接收到單片機(jī)的緩沖區(qū)，那么單片機(jī)就需要很大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM，這樣單片機(jī)內(nèi)部的RAM 是不夠用的，更何況還有程序處理。所以這種數(shù)據(jù)采集的方案是不行的。方案②：選擇接收，先判斷接收到的數(shù)據(jù)的格式，然后選擇需要的格式中的一些數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。這樣就大大的節(jié)余了 RAM，解決 RAM 不夠用的問(wèn)題。例如：接收$GPGGA 格式數(shù)據(jù)的時(shí)間：前五次數(shù)據(jù)接收的時(shí)候先判斷數(shù)句格式（依次判斷接收到的數(shù)據(jù)是否先后為’$’、 ’G’、 ’P’、 ’G’、 ’G’、 ’A’） ，如果是，然后判斷接下來(lái)的逗號(hào)（’ ， ’）是第幾個(gè)逗號(hào)。如果是第一個(gè)，說(shuō)明接下來(lái)的數(shù)據(jù)是時(shí)間，如果是第二個(gè)，說(shuō)明接下來(lái)的數(shù)據(jù)是緯度，依此類(lèi)推。本設(shè)計(jì)采用這種方案接收數(shù)據(jù)。方案比較：前者數(shù)據(jù)接收的方案雖然接收的方法簡(jiǎn)單，接收程序編寫(xiě)很容易，但是學(xué)要很大的 RAM 空間，設(shè)計(jì)時(shí)需要外加存儲(chǔ)器，程序編寫(xiě)時(shí)就得多寫(xiě)上數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理程序。這樣就大大的增加了開(kāi)發(fā)的諸多問(wèn)題，包括成本，開(kāi)發(fā)時(shí)間，試調(diào)難度等。后者數(shù)據(jù)接收方案比起前者來(lái)說(shuō)節(jié)約了不少的 RAM，而且再數(shù)據(jù)接收前只需要先簡(jiǎn)單判斷接收到的數(shù)據(jù)格式即可；而且減少了中斷處理的時(shí)間，讓給其它進(jìn)程工作。減少了開(kāi)發(fā)的成本和開(kāi)發(fā)時(shí)間，以及電路的復(fù)雜程度。所以本設(shè)計(jì)采用第二種數(shù)據(jù)接收的方案。5電源第一章 硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件部分電路大致上可以分成穩(wěn)壓電源、單片機(jī)小系統(tǒng)及外圍電路和LCD 顯示屏電路五部分。 整版設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原理圖：串行口51單片機(jī)GPS模塊LCD1602以單片機(jī)為核心將 GPS 數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，LCD1602 顯示模塊系統(tǒng)的結(jié)合在一起形成一個(gè)整體，實(shí)現(xiàn)特定功能。 電源模塊設(shè)計(jì)各個(gè)模塊的電源供電電壓均為 5V，所以只需要設(shè)計(jì) 5V 單電源供電即可。設(shè)計(jì)采用穩(wěn)壓芯片 LM7805 做電源穩(wěn)壓核心。電路圖如下所示，輸入電壓為220v 交流電，經(jīng)過(guò)變壓器降壓為 9V 交流電，再運(yùn)用二極管的單向?qū)щ娦詫?duì) 9V交流電整流，使用二級(jí)管連接成整流槽，使電壓負(fù)電壓整流成正電壓。電容 C1為濾波電容，讓電壓波紋幅度減小，然后由 LM7805 集成穩(wěn)壓芯片將輸入電壓整流為 5V 穩(wěn)壓源。小電容 C3， 、C4 為高頻信號(hào)濾除電容，改善負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)。 顯示模塊設(shè)計(jì)由與本設(shè)計(jì)顯示需要顯示相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，包括相應(yīng)的西文字符，所以不采用數(shù)碼管顯示，采用帶西文字庫(kù)的 LCD1602 做顯示器，顯示電路如6電路中的可變電阻 RV2 最大阻值為 1K，其作用為調(diào)節(jié) VEE 輸入引腳的電壓，實(shí)現(xiàn)對(duì) LCD1602 對(duì)比度的調(diào)節(jié)。LCD 的數(shù)據(jù)端口的工作方式有兩種，一種為 8 數(shù)據(jù)線工作方式，另一種為4 數(shù)據(jù)線工作方式。為了節(jié)余端口，本設(shè)計(jì)采用 4 數(shù)據(jù)線工作方式。每次向 LCD寫(xiě) 8 為數(shù)據(jù)分兩次寫(xiě)，先高位后低位。 GPS 數(shù)據(jù)模塊GPS 數(shù)據(jù)模塊不需要自己設(shè)計(jì)，采用成品電路模塊做數(shù)據(jù)傳送。我們只需要設(shè)計(jì) GPS 數(shù)據(jù)通行部分即可。GPGGA 數(shù)據(jù)格式：$GPGGA,1,2,3,4,5,6,7,8,9,M,10,M,11,12*xxCRLF　　$GPGGA：起始引導(dǎo)符及語(yǔ)句格式說(shuō)明(本句為 GPS 定位數(shù)據(jù))；　　1 ：UTC 時(shí)間，格式為 ；　　2 ：緯度，格式為 (第一位是零也將傳送)；　　3 ：緯度半球，N 或 S(北緯或南緯)　　4 ：經(jīng)度，格式為 (第一位零也將傳送)；　　5 ：經(jīng)度半球，E 或 W(東經(jīng)或西經(jīng))　　6 ：定位質(zhì)量指示，0=定位無(wú)效，1=定位有效；　　7 ：使用衛(wèi)星數(shù)量，從 00 到 12(第一個(gè)零也將傳送)　　8 ：水平精確度， 到 　　9 ：天線離海平面的高度， 到 米　　 M ：指單位米　　10：大地水準(zhǔn)面高度， 到 米　　 M ：指單位米　　11：差分 GPS 數(shù)據(jù)期限(RTCM SC104)，最后設(shè)立 RTCM 傳送的秒數(shù)量　　12：差分參考基站標(biāo)號(hào)，從 0000 到 1023(首位 0 也將傳送)?！　?* ： 語(yǔ)句結(jié)束標(biāo)志符　　 xx ： 從$開(kāi)始到*之間的所有 ASCII 碼的異或校驗(yàn)和　　CR： 回車(chē)　　LF： 換行GPS 數(shù)據(jù)通信為 232 串口通信，在通信過(guò)程中就需要數(shù)據(jù)電平轉(zhuǎn)換，應(yīng)用到 232 通信電平轉(zhuǎn)換芯片 MAX232，電路如下：7圖 31 系統(tǒng)主程序的總體結(jié)構(gòu)開(kāi) 始系統(tǒng)初始化顯示開(kāi)機(jī)信息顯示數(shù)據(jù)信息NY圖 32 數(shù)據(jù)接收程序流程圖進(jìn)入中斷清除接收中斷標(biāo)志位退出中斷數(shù)據(jù)格式判斷不符合置標(biāo)志位符合數(shù)據(jù)接收標(biāo)志位01數(shù)據(jù)接收完畢清除標(biāo)志第二章 軟件設(shè)計(jì)本 設(shè) 計(jì) 的 主 要 功 能 是 接 收 GPS 模 塊 傳 送 的 數(shù) 據(jù) ， 并 顯 示 出 相 應(yīng) 的 數(shù) 據(jù)信 息 ， 包 括 當(dāng) 地 時(shí) 間 、 緯 度 、 經(jīng) 度 以 及 高 度 。數(shù) 據(jù) 接 收 部 分 ， 采 用 串 行 口 中 斷 接 收 數(shù) 據(jù) 。 顯 示 部 分 就 采 用 一 個(gè) I/O 口控 制 LCD1602 顯 示 相 應(yīng) 的 信 息 。 主 程 序 設(shè) 計(jì)系統(tǒng)主程序的總體結(jié)構(gòu)如圖所示。系統(tǒng)的主程序開(kāi)始以后，首先是對(duì)系統(tǒng)環(huán)境初始化，包括設(shè)置串口、定時(shí)器、中斷，LCD1602 初始化；然后 LCD 顯示屏進(jìn)入開(kāi)機(jī)狀態(tài)，顯示開(kāi)機(jī)信息（LCD_log） ，轉(zhuǎn)入正常的顯示，并接收數(shù)據(jù)，每次顯示兩串字符。接著由于單片機(jī)沒(méi)有停機(jī)指令，所以可以設(shè)置系統(tǒng)程序不斷地循環(huán)執(zhí)行數(shù)據(jù)信息顯示。系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)屬中斷方式，絕大多數(shù)功能在中斷服務(wù)子程序中完成。根據(jù)總體結(jié)構(gòu)，可將程序劃分為幾個(gè)功能化模塊：串行口中斷服務(wù)程序、顯示子程序、掃描程序。各個(gè)模塊可進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)、調(diào)試和查錯(cuò)，最終再連接成一個(gè)整體。 顯示驅(qū)動(dòng)程序void LCD_check_busy(void)。 //忙檢查void LCD_cls(void)。 //清屏void LCD_write_data(unsigned char)。 //寫(xiě)數(shù)據(jù)void LCD_write_instruction(unsigned char)。 //寫(xiě)指令8void LCD_set_position(unsigned char)。 //設(shè)置光標(biāo)位置void LCD_initial(void)。 //LCD1602 初始化void LCD_printc(unsigned char)。 //輸出單個(gè)字符void LCD_prints(unsigned char *)。//輸出字符串void LCD_log(void)。//開(kāi)機(jī)信息顯示void LCD_show(void)。//信息顯示 void delay(unsigned char)。//延時(shí) 硬件連接設(shè)置define LCD_DATA P2 //LCD 的數(shù)據(jù)口define LCD_BUSY LCD_DATA^7。 //LCD 忙信號(hào)位sbit LCD_RS=P2^0。 //LCD 寄存器選擇sbit LCD_RW=P2^1。 //LCD 讀寫(xiě)控制sbit LCD_EN=P2^2。 //LCD 使能信號(hào)寄存器選擇位 RS，當(dāng) RS=1 時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器 DDRAM?！?1 當(dāng) RS=0 時(shí)選擇指令寄存器 CDRAM。讀寫(xiě)選擇位 RW，當(dāng) RS=1 時(shí)讀數(shù)據(jù)寄存器?！?2 當(dāng) RS=0 時(shí)寫(xiě)數(shù)據(jù)或指令到寄存器。讀寫(xiě)使能信號(hào) E，當(dāng) E=1 時(shí)讀取數(shù)據(jù)?！?3當(dāng) E 為下降沿是為寫(xiě)數(shù)據(jù)或指令。檢測(cè) LCD 是否在處理其它數(shù)據(jù)而處于忙狀態(tài)時(shí)，則讀取忙狀態(tài)信號(hào)位，當(dāng)RS=0， RW=1，E=1 時(shí)，LCD 會(huì)輸出八位數(shù)據(jù)，其中最高位 DB7 為忙狀態(tài)位（LCD_busy_flag） ，若為 1，表示 LCD 處于忙狀態(tài)，為 0 表示 LCD 空閑。 LCD 顯示工作方式/******* 初始化 LCD ********/void LCD_initial(void) { LCD_write_instruction(LCD_DISPLAY_DOUBLE_LINE)。 //單行顯示，4 數(shù)據(jù)線LCD_write_instruction(LCD_AC_AUTO_INCREMENT | LCD_MOVE_DISENABLE)。 //光標(biāo)自動(dòng)+1，關(guān)閉自動(dòng)移動(dòng)顯示LCD_write_instruction(LCD_DISPLAY_ON | LCD_CURSOR_OFF | LCD_CURSOR_BLINK_OFF)。 //顯示開(kāi)、光標(biāo)顯示關(guān)、光標(biāo)閃爍關(guān) LCD_cls( )。//清屏} 系統(tǒng)主程序/************************************/void main(){ TMOD=0x20。//初始化串口TL1 =0xfa。TH1 =0xfa。//4800 波特率SCON=0x50。//工作方式 1：八位異步通信，允許接收PCON=0x00。//波特率加倍關(guān)IE=0x90。//打開(kāi)總中斷 EA，和串行口中斷 ES9TR1=1。//開(kāi)啟啟動(dòng)定時(shí)器 1LCD_initial( )。//LCD1602 初始化LCD_log( )。//顯示開(kāi)機(jī)信息while(1){ LCD_show( )。}//除了數(shù)據(jù)接收狀態(tài)，一直處理顯示}在串口通信中需要設(shè)置串口通信的數(shù)據(jù)傳輸速度，及波特率，設(shè)置定時(shí)器的溢出率○ 1即可，晶振為 ，當(dāng) TL1 =0xfa。