【正文】 件 兩 方面同步 GPS 的實(shí)時(shí)顯示 設(shè)計(jì)。陸地、海洋及空間上的無數(shù)用戶可以通過具有接收、跟蹤、變換和測量 GPS 導(dǎo)航定位信號功能的接收機(jī)就能夠隨時(shí)隨地共享 GPS 衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航定位信號，以此來計(jì)算 GPS 測量點(diǎn)七維狀態(tài)和三維狀態(tài)參數(shù)。故基于這一背景，此設(shè)計(jì)制作了一款低成本的能夠滿足用戶對于 GPS 的一般需求的基于單片機(jī)的采集與顯 示定位信息的 GPS 手持設(shè)備。 荊楚理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 2021） 2 第 2 章 GPS 全球定位系統(tǒng)介紹與接收 GPS 定位信號方案 GPS 全球定位系統(tǒng)及 GPS 接收 模塊的研究 GPS 全球定位系統(tǒng) 全球定位系統(tǒng) (GPS)是本世紀(jì) 70 年代由美國陸?？杖娐?lián)合研制的新一代空間衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。 圖 2－ 1 構(gòu)成 GPS全球定位系統(tǒng) 的三大部分 全球定位系統(tǒng)的主要特點(diǎn)： ? 全天候； ? 全球覆 蓋； ? 定位精度高 ； ? 高效率： ? 應(yīng)用廣泛多功能。 GPS 接收模塊的研究 接收機(jī)的 關(guān)鍵部分是 GPS 接收模塊 ， 不同的接收模塊功能各不相同 ， 普通的接收模塊結(jié)構(gòu) 主要由低噪聲下變頻器、并行信號通道、 CPU、儲存器等組成。 荊楚理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 2021） 4 圖 2－ 2 GPS接收模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu) 接收 GPS 定位信號方案 只有先完成接收和調(diào)制好 GPS 信號后，才能將接收到的 GPS 地理信息顯示在液晶顯示屏上。 選用方案一的話可以使我們掌握 GPS 接收模塊的部分技術(shù)，但是難度較大不易實(shí)現(xiàn)，方案二的成品模塊很容易在市面上買到，比較容易實(shí)現(xiàn)。 ③ 顯示部分（ 1602LCD 液晶顯示模塊） 。且由于兩者 串口通信時(shí) ,采用的電平方式均為 TTL ,故 不需要電平轉(zhuǎn)換便可直接連接。 特性： 使用 UBLOX NEO6M 模組，自帶高增益有源天線 波特率默認(rèn)為 9600，可以通過 ucenter 修改 自帶 IPX 接口，可以連接各種有源天線 自帶可充電后備電池，可以掉電保存星歷數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)熱啟動 自帶 EEPROM，保存配置信息 參數(shù)： 接口特性： TTL 電平，兼容 接收特性： 50 通道， GPS L1() C/A 碼， SBAS:WAAS/EGNOS/MSAS 定位精度： (SBAS:) 荊楚理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 2021） 8 更新速率：最大 5Hz(默認(rèn) 1HZ) 捕獲時(shí)間：冷啟動： 27S（最快） 熱啟動： 1S 追 蹤靈敏度： 161dBm 捕獲靈敏度 (冷啟動 )： 147dBm 通信協(xié)議： NMEA(默認(rèn) )/UBX Binary 串口通信波特率：默認(rèn) 9600 速度限制： 500m/s 高度限制： 50000m 工作溫度： 40 攝氏度 ~ 85 攝氏度 工作電壓： (VCC 引腳輸入 ) 工作電流： 45mA TXD/RXD 阻抗： 510 歐 使用說明： VCC：接 GND：接 GND TXD：接 RXD：接 PPS：接 時(shí)鐘脈沖輸出（可不接） 1602LCD 液晶顯示模塊介紹 顯示容量 :162 個(gè)字符 芯片工作電壓 :— 荊楚理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 2021） 9 工作電流 :() 模塊最佳工作電壓 : 字符尺寸 :(WH)mm 配置 LED背光 內(nèi) 帶 CGROM、 CGRAM 能夠顯示 160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形 多種軟件功能：光標(biāo)顯示、畫面移位、自定義字符 其字符與圖形在 CGROM和 CGRAM中的對應(yīng)的關(guān)系如表 3－ 1所示。硬件電路設(shè)計(jì)詳圖。 本 設(shè)計(jì)只運(yùn)用定位數(shù)據(jù)語句 $GPRMC的 結(jié)構(gòu)為： $GPRMC,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11*hhCRLF ； GP：交談識別符； RMC：語句識別符； hh：校驗(yàn)和，表示“ $”與“ *”之間所有字符（不包括 $和 *）的按位異或值。 Keil uVision4開發(fā)環(huán)境具有以下優(yōu)點(diǎn)： ①真正的集成調(diào)試環(huán)境； ②眾多強(qiáng)大軟硬件調(diào)試手段 ,包括邏輯分析儀、跟蹤器、邏輯筆、波形發(fā)生器、影 子 存儲器、記時(shí)器、程序時(shí)效分析、 數(shù)據(jù)時(shí)效分析、硬件測試儀、事件觸發(fā)器； ③ 集成了各種類的單片機(jī) ,不僅 支持匯編 ，還支持 C、 PL/M源程序混合調(diào)試； ④支持項(xiàng)目管理 和軟件模擬 ； ⑤支持點(diǎn)屏功能； ⑥支持 各種 數(shù)據(jù)類型 的窗口觀察 ； ⑦樹狀結(jié)構(gòu)顯示； ⑧在線修改、編譯、調(diào)試源程序，錯(cuò)誤定位 荊楚理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 2021） 15 串口通信調(diào)試工具―― COMPort Debuger 設(shè)計(jì) 使用 COMPort Debuger 進(jìn)行 串口通訊 調(diào)試。 在程序在 Keil uVision4 調(diào)試、編譯完成后，還需要通過編程軟件跟編程器將燒錄到單片機(jī)的硬件系統(tǒng)中進(jìn)行整體調(diào)試。 荊楚理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 2021） 17 基于單片機(jī)的 GPS 軟件設(shè)計(jì)思路 設(shè)計(jì)的 關(guān)鍵 是 AT89C51 通過串行 通訊 接收到 UBLOX NEO6M的數(shù)據(jù) ， 并篩選編排 后顯示 到 1602LCD 上 。 其程序如下： MOV TMOD,20H。串口工作方式選擇 SETB TR1 MOV SCON,70H。 其識別和儲存的程序如下： read: call rec cjne A,04dH,read。判斷是否 M call rec cjne A,043H,read。 判斷是否 C call rec mov r0,10h。 荊楚理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 2021） 22 其程序模塊如下： time:。 mov 66h ,: 。秒 mov 6bh ,15h。清屏 ACALL ENABLE mov 70h,20h mov 71h,20h mov 72h ,4eh mov 73h ,: mov 74h ,20h 荊楚理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 2021） 24 mov 75h ,1ch mov 76h ,1dh mov 77h ,2eh mov 78h ,1eh mov 79h ,1fh mov 7ah ,20h mov 7bh ,21h mov 7ch ,22h mov 7dh ,23h mov 7eh ,24h mov 7fh ,20h MOV R0 ,70H MOV R3 ,10H call dis lat: 。這次我的課程設(shè)計(jì)的基本設(shè)計(jì)思想原意在此，通過這次設(shè)計(jì)制作 GPS 最小系統(tǒng)，也驗(yàn)證了這種低成本設(shè)計(jì)的可行性，也達(dá)到了基本滿意的使用效果。 感謝所有老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間為我們提供良好的