【正文】 ............. I Abstract ........................................................................................................................ II 前 言 ...........................................................................................................................III 1 方案的選擇與論證 .................................................................................................. 1 方案選擇 ....................................................................................................... 1 方案一 ................................................................................................ 1 方案二 ................................................................................................ 2 方案論證 ............................................................................................ 3 2 系統(tǒng)軟件仿真 ........................................................................................................... 4 Proteus 軟件簡(jiǎn)介 ........................................................................................... 4 Proteus 的工作過程 ............................................................................ 4 Proteus 調(diào)試手段 ................................................................................ 4 系統(tǒng)的總體仿真 ........................................................................................... 5 液晶顯示模塊 ..................................................................................... 6 GPS 模塊 ............................................................................................. 7 3 GPS 定位系統(tǒng) 硬件設(shè)計(jì) ........................................................................................... 8 Keil 軟件介紹 ................................................................................................ 8 GPS 定位系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .............................................................................. 10 IAP15W4K58S4 單片機(jī) ................................................................... 10 按鍵模塊設(shè)計(jì) .................................................................................. 10 按鍵液晶顯示模塊 .......................................................................... 10 GPS 模塊 ........................................................................................... 12 SERF NEO6 GPS 信號(hào)接收模塊 ................................................... 12 穩(wěn)壓電路模塊 .................................................................................. 13 4 基于單 片機(jī)的 GPS 定位系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) ................................................................... 14 硬件部分的實(shí)現(xiàn) ......................................................................................... 14 軟件的燒錄與調(diào)試 ..................................................................................... 15 最終實(shí)現(xiàn)的功能 ......................................................................................... 16 結(jié) 論 .......................................................................................................................... 17 致 謝 .......................................................................................................................... 18 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................... 19 附 錄一：總體電路原理圖 ...................................................................................... 20 附 錄二：實(shí)物圖 ...................................................................................................... 21 附 錄 三：源程序 ...................................................................................................... 22 基于單片機(jī)的 GPS定位系統(tǒng)設(shè)計(jì) I 基于單片機(jī)的 GPS 定位系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 本設(shè)計(jì)是基于 IAP15W4K58S4 單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)的簡(jiǎn)易 全球定位系統(tǒng) 。 本次設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要求是通過 全球定位系統(tǒng) 模塊獲得定位信息，主要包括經(jīng)緯度和時(shí)間等，可以根據(jù)需要在單片機(jī)解析定位數(shù)據(jù)時(shí)選擇，同時(shí) 全球定位系統(tǒng) 模塊實(shí)現(xiàn)定位。 LCD。 GPS 已經(jīng)在經(jīng)濟(jì)、軍事、科研和社會(huì)生活各領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，發(fā)揮著重要的作用。 目前， GPS 的民用信號(hào)的定位精度可以提供 10 多米。一個(gè)對(duì) 3G應(yīng)用與創(chuàng)新的專業(yè)觀的調(diào)查顯示，百分之 的受訪者選擇了 3G 網(wǎng)絡(luò)視頻對(duì)話，百分之 的受訪者選擇了 GPS 和地圖搜索，在 3G時(shí)代的到來，對(duì) GPS 和電子地圖的關(guān)注，足以顯示其在日常生活中的重要性。按 20%個(gè)私家車保有量的平均年增長(zhǎng)率的估計(jì)，導(dǎo)航產(chǎn)品的要求是一個(gè)很大的增值。在車輛導(dǎo)航系統(tǒng)中，例如，由于高度發(fā)達(dá)的電子地圖和消費(fèi)電子技術(shù)，加上智能運(yùn)輸系統(tǒng)的成熟，使得日本成為全球汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的滲透和最高的市場(chǎng)價(jià)值。在該領(lǐng)域中，主要難題在于，如何讓 GPS 應(yīng)用于無線通信行業(yè)中。 現(xiàn)在各大手機(jī)廠商以及軟件公司都非?？春?GPS 市 場(chǎng)，但當(dāng)把理論應(yīng)用到手機(jī)上的時(shí)候，問題就應(yīng)允而生，各大廠商遇到的障礙還是非常多的，首先，在 GPS的選擇方面，一種是在手機(jī)上選擇內(nèi)建的 GPS芯片，另一種是選擇外接的 GPS 模塊，無論選擇哪一種，都無可為避免的提高了手機(jī)的成本，影響消費(fèi)者對(duì)該品牌手機(jī)的購買意向。使用 NMEA 輸出命令，結(jié)合單片機(jī)串行通信知識(shí)能實(shí)現(xiàn)對(duì) GPS 接收到的衛(wèi)星信息進(jìn)行提取，并在液晶顯示平臺(tái)上選擇性的顯示數(shù)據(jù)。 圖 硬件電路結(jié)構(gòu)框圖 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)包括如下內(nèi)容： (1) 鍵盤模塊 本設(shè)計(jì)采用的是 44 的矩陣式鍵盤，直接與 AT89S54 的 I/O 口進(jìn)行連接。 基于單片機(jī)的 GPS定位系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 (3) 液晶顯示模塊 液晶顯示模塊要實(shí)現(xiàn) 的功能是顯示由單片機(jī)輸出的定位信息，包括經(jīng)度、緯度、高度的三維坐標(biāo)及時(shí)間等。 方案一的特點(diǎn) (1) 鍵盤模塊按鍵多，功能強(qiáng)大，可以實(shí)現(xiàn)多種功能選擇。并且性價(jià)比一般。 (7) 整個(gè)電路硬件多，布局難。 (2) GPS 成本低，性價(jià)比高。 (6) GPS 模塊以及接線不方便攜帶。 （ 3） LAP 單片機(jī)內(nèi)存足夠用，不用使用大內(nèi)存的 AT89S54 單片機(jī)。 基于單片機(jī)的 GPS定位系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 2 系統(tǒng)軟件仿真 Proteus 軟件簡(jiǎn)介 Proteus軟件是一種專業(yè)的仿真軟件， EDA工具軟件，它是由英國(guó)的 Lab Center Electronics公司研發(fā)推出了。其應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，在教學(xué)領(lǐng)域可以進(jìn)行模擬電路和數(shù)字電路的教學(xué)與實(shí)驗(yàn)，微控制器的綜合實(shí)驗(yàn)，項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與產(chǎn)品研發(fā)， 創(chuàng)新設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)等。當(dāng)仿真圖畫好之后需要進(jìn)行仿真實(shí)現(xiàn)的時(shí)候，需要選擇程序的編譯工具，擴(kuò)展名，路徑等等。 （ 1）總體執(zhí)行效果的調(diào)試方法，首先需要在 debug 菜單中 找到 execute 選項(xiàng)，或者我們可以選用快捷方式直接按下 F12,如果我們想要在運(yùn)行過成中暫停程序需要 shift + break 組合鍵停止系統(tǒng)運(yùn)行，使用快捷方式的操作可以節(jié)省我們調(diào)試的時(shí)間，運(yùn)行的方式還有多種，在菜單欄中可以找到。 圖 總體仿真圖 基于單片機(jī)的 GPS定位系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 系統(tǒng)總體流程圖如圖 所示 。 GPS 模塊 當(dāng) GPS 接受信號(hào)后，保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，改變正在工作狀態(tài)，或者剛開始工作的狀態(tài)，判斷是否接受中斷為 1，在程序設(shè)計(jì)中，非零即為真，然后清除上一次的中斷標(biāo)志，接受單片機(jī)中緩存區(qū)的數(shù)據(jù)，進(jìn)入程序運(yùn)作區(qū)， GPS 接收程序流程圖如圖 所示 保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)改變工作寄存器接收中斷為 1清中斷標(biāo)志從接受緩存區(qū)讀數(shù)據(jù)是 G P M R C接收終端為 1接收數(shù)據(jù)恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)NYYYNNY 圖 GPS 接 收 程序流程圖 基于單片機(jī)的 GPS定位系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 3 GPS定位系統(tǒng) 硬件設(shè)計(jì) Keil 軟件介紹 KeilC51 是美國(guó) Keilsoftware 公司出品的 51 系列兼容單片機(jī) C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)。安裝過程也很方便，依照軟件安裝過程的提示完成安裝即可 [17]。 1 用戶可定義密碼序列的全功能編輯器； 2 將外部程序加入下拉式菜單的應(yīng)用管理器； 3 創(chuàng)建和保存項(xiàng)目的項(xiàng)目管理器； 4 匯編編譯和連接應(yīng)用程序的集成程序生成工具； 5 所有環(huán)境的對(duì)話框和開發(fā)工具設(shè)置。此外， 8051 種結(jié)構(gòu)的幾個(gè)特點(diǎn)，直接支持添加到里面。目標(biāo)模塊或文件包含不重的代碼和數(shù)據(jù)的絕對(duì)地址 定位。該調(diào)試器包含一個(gè)高速模擬器，可以模擬整個(gè) 8051 系統(tǒng)，包括片上外設(shè)和外部硬件。 ?啟動(dòng) Vision2，創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目文件并從器件庫中選擇一個(gè)器件。 編譯后， C51 編譯器產(chǎn)生一個(gè)列表文件。 （ 1）上電復(fù)位 當(dāng)電力被加入時(shí)，內(nèi)部上電復(fù)位電路被激活，使得復(fù)位銷是有效的。后的 RESET 被確認(rèn)，直到電壓下降到低于 1V RESET 信號(hào)將保持有效。 按鍵模塊設(shè)計(jì)