【正文】 心和指導(dǎo)。 本設(shè)計(jì)只是 GPS 入門(mén)級(jí)的設(shè)計(jì)，不能滿足現(xiàn)在市場(chǎng)上日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，實(shí)用性還有待提高，功能也有待完善。 GPS 已在各個(gè)領(lǐng) 域發(fā)揮了重要的作用，為促進(jìn)人類(lèi)發(fā)展作出了不可估量的貢獻(xiàn)。 圖 GPS 初始化 時(shí)間、經(jīng)緯度顯示結(jié)果如圖 所示。 (4) 將寫(xiě)入程序的單片機(jī)插入硬件電路單片機(jī)管座，查看液晶顯示器 12864 顯示 結(jié)果是否符合設(shè)計(jì)要求。 39 第五章 系統(tǒng)調(diào)試與實(shí)驗(yàn) 結(jié)果 完成了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)、制作和軟件編程之后，要使系統(tǒng)能夠按照設(shè)計(jì)意圖正常運(yùn)行，必須進(jìn)行硬件和軟件系統(tǒng)調(diào)試。 } else 38 { error_num++。 i++。} else if (X==3) 37 {X=0x98。 Lcd_WriteCmd(0x0C)。 LCD_EN = 1。 LCD_EN = 1。 //清屏 delay(5)。 在設(shè)計(jì)該軟件時(shí)采用了模塊化的思想，之所以采用 模塊化的設(shè)計(jì)思想，主要是想到了 軟件模塊化后方便軟件的調(diào)試，同時(shí)也方便了該軟件的移植，在不同的硬件平臺(tái)上運(yùn) 34 行該軟件只需要更改相應(yīng)的軟件模塊就可以實(shí)現(xiàn)。 圖 建立新工程 (3) 選擇要保存的路徑，輸入工程文件的名字，如圖 43所示。每一個(gè)啟動(dòng)工具包括一套 2K字節(jié)的開(kāi)發(fā)工具和許多可快速運(yùn)行的舉例程序。雙層窗口顯示，可進(jìn)行以下調(diào)整： 當(dāng)前函數(shù)的局部變量 ； 用戶(hù)在兩個(gè)不同 watch 窗口頁(yè)面上的自定義變量 ； 堆棧調(diào)用 (call stack)頁(yè)面上的調(diào)用記錄（樹(shù)） (call tree)； 不同格式的四個(gè)存儲(chǔ)區(qū) [14]。彩色語(yǔ)法顯像和文件辯識(shí)都對(duì) C 源代碼進(jìn)行和優(yōu)化。 uVision2包含一個(gè)器件數(shù)據(jù)庫(kù) (device database)，可以自動(dòng)設(shè)置匯編器、編譯器、連接定位器及調(diào)試器選項(xiàng)，來(lái)滿足用戶(hù)充分利用特定 微控制 器的要求。 C51 編譯器功能的不斷增強(qiáng)，使我們可以更加貼近 CPU 本身及其他的衍生品。 25 JNav GPS Analyzer 軟件測(cè)試 GPS 如果上述步驟一步一步完成了的話這一步就很容易了，打開(kāi) JNav GPS Analyzer 軟件，藍(lán)色圖標(biāo) 的這個(gè)。 22 注意：在接好 GPS 的 TXA 腳以后要保證 GPS 的負(fù)極和轉(zhuǎn)接小板的負(fù)極是連在一起的，尤其是準(zhǔn)備給 GPS 使用獨(dú)立的電源供電的時(shí)候（只有這樣才能實(shí)現(xiàn) TTL數(shù)據(jù)傳輸，沒(méi)有注意這點(diǎn)的話因此測(cè)試時(shí)收到的都是 16 進(jìn)制的亂碼） 給 GPS 供電 給 GPS 供電時(shí)需要注意 GPS 模塊的工作電壓，一般從 USB 拆機(jī)模塊都是直接采用 5V 供電的（不帶 RS232 電平， DB9 座的模塊），這個(gè)電源可以用單獨(dú)的開(kāi)關(guān)電源或電池供電，也可以是從單片機(jī)開(kāi)發(fā)板上直接供電，注意 步中的紅 字部分。 ，指的是偏離正北的角度 ，這個(gè)日期是準(zhǔn)確的，不需要轉(zhuǎn)換 數(shù)據(jù)詳解 ： $GPGGA,1,2,3,4,5,6,7,8,9,M,10,M,11,12*xxCR LF $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) )； 1UTC 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 )。 15 圖 OLED 液晶顯示引腳圖 管腳從左到右定義為： GND： 電源地 VCC： 供電電源 、 5V 都可以 D0： CLK 時(shí)鐘 D1： MOSI 數(shù)據(jù) RES： 復(fù)位 DC： 數(shù)據(jù) /命令 基于單片機(jī)的 GPS 硬件連接 介紹 整個(gè)硬件設(shè)計(jì)要求 GPS接收模塊輸出的信號(hào)通過(guò) 單片機(jī) STC89C5 GPS信號(hào)接收模塊、 12864液晶顯示模塊、電源相連接實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。這使其不僅可執(zhí)行各項(xiàng) GPS 功能 ,還能為用戶(hù)應(yīng)用提供額外存儲(chǔ)。 圖 SiRF Star II 引腳 圖 GPS 數(shù)據(jù)輸出格式為標(biāo)準(zhǔn)的 NMEA－ 0183 標(biāo)準(zhǔn)，采集地理信息的更新速率為每 兩秒一次，地圖坐標(biāo)系為 WGS－ 84 坐標(biāo)系 [8]。 表 一些寄存器的復(fù)位狀態(tài) 寄存器 復(fù)位狀態(tài) 寄存器 復(fù)位狀態(tài) PC 0000H TCON 00H ACC 00H TL0 00H PSW 00H TH0 00H SP 07H TL1 00H DPTR 0000H TH1 00H P0P3 FFH SCON 00H IP XX000000B SBUF 不定 IE 0X000000B PCON 0XXX0000B TMOD 00H RST 引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端。晶體振蕩頻率可以在 ～ 12MHz 之間選擇，電容值在 5～ 30pF 之間選擇，電容值的大小可對(duì)頻率起微調(diào)的作用 [5]。 (3) 控制引腳（ 4 根） ： RST (Pin9)：復(fù)位引腳，引腳上出現(xiàn) 2 個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位 ； ALE/PROG(Pin30)：地址鎖存允許信號(hào) ； PSEN(Pin29)：外部存儲(chǔ)器讀選通信號(hào) ； EA/VPP(Pin31)：程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通，接低電平從 外部程序存儲(chǔ)器讀指令，如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器讀指令。 單片機(jī)控制程序：編寫(xiě)程序，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)控制系統(tǒng)的初始化，控制 GPS 器件完成 7 數(shù)據(jù)的采集 ,進(jìn)行相應(yīng)的信號(hào) 處理，并通過(guò)單片機(jī)接口輸出至液晶顯示模塊顯示必要的數(shù)據(jù) 。 6 圖 GPS 接收模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu) 總體方案的設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)要求通過(guò)單片機(jī)控制 GPS 器件 實(shí)現(xiàn)定位 信息 顯示功能。 第二種方案是選擇成品的 GPS 接收模塊，采用這個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)是由于現(xiàn)階段 GPS接收模塊的制造技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成 熟，性能穩(wěn)定并且使用非常方便，定位成功后直接就可以通過(guò)模塊 輸出 GPS 相關(guān) 信息。 由于衛(wèi)星運(yùn)行軌道、衛(wèi)星時(shí)鐘存在誤差，大氣對(duì)流層、電離層對(duì)信號(hào)的影響，以及人為的 SA 保護(hù)政策，使得民用 GPS 的定位精度只有 100 米。1989 年 2 月 14 日，第一顆 GPS 工作衛(wèi)星的發(fā)射成功，宣告 GPS 系統(tǒng)進(jìn)入了生產(chǎn)作業(yè)階段。 在此次設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要熟悉所選用的 GPS 接收模塊的 性能指標(biāo)，學(xué)習(xí) NMEA 封包并懂得 如何 使用 NMEA 輸出命令，結(jié)合單片機(jī)的相關(guān)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，并在液晶顯示器上選擇性的顯示需要的數(shù)據(jù)。 GPS 技術(shù)的陸地應(yīng)用 GPS 技術(shù)在陸地上的開(kāi)發(fā)應(yīng)用可以體現(xiàn)在許多方面，如： 各種車(chē)輛的行駛狀態(tài)監(jiān)控；旅游者或旅游車(chē)的景點(diǎn)導(dǎo)游；應(yīng)急車(chē)輛 的快速引導(dǎo)行駛；高精度時(shí)間比對(duì)和頻率控制；大氣物理觀測(cè)；地球物理資源勘探；工程建設(shè)的施工放樣測(cè)量；大型建筑和煤氣田的沉降檢測(cè)；板內(nèi)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和地殼形變測(cè)量；陸地以及海洋大地測(cè)量基 準(zhǔn)的測(cè)定；工程、區(qū)域、國(guó)家等各種類(lèi)型大地測(cè)量控制網(wǎng)的測(cè)量和建設(shè)等 。 分別從硬件 設(shè)計(jì) 和軟件 設(shè)計(jì) 等方面對(duì) 其 作了詳細(xì)的闡述， 并且結(jié)合硬件的特點(diǎn)研究了 MCS－ 51 系列單片機(jī)如何與 GPS 接收模塊實(shí)現(xiàn)串行通信，該系統(tǒng)是根據(jù) GPS 模塊數(shù)據(jù)輸出基本原理設(shè)計(jì)而成的。學(xué)?？梢怨颊撐模ㄔO(shè)計(jì)）的全部或部分內(nèi)容。對(duì)本論文（設(shè)計(jì)）的研究做出 重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中作了明確說(shuō)明并表示謝意。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書(shū)寫(xiě)，不準(zhǔn)用徒手畫(huà) 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁(yè)以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無(wú)格子的頁(yè)面上 5）軟件工程類(lèi) 課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 1）設(shè)計(jì)（論文） 2）附件：按照任務(wù)書(shū)、開(kāi)題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 3）其它 III 基于單片機(jī)的 GPS 定位信息顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì) 中 文 摘 要 GPS 全球定位系統(tǒng)在實(shí)際生活中被廣泛應(yīng)用，是當(dāng)今信息時(shí)代發(fā)展中的重要組成部分。其用途 之廣，影響之大，是 其他無(wú)線電接收 裝置都 望塵莫及的?，F(xiàn)在世面上已經(jīng)有許多基于 GPS 接收模塊所開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品， 如 GPS 手持機(jī)、車(chē)載 GPS 導(dǎo)航儀等等，雖然其功能強(qiáng)大，但價(jià)格 相對(duì)而言 比較昂貴，而且對(duì)于普通應(yīng)用 沒(méi)有必要。 (3) 用戶(hù)裝置部分，主要由 GPS 接收機(jī)和衛(wèi)星天線組成 [3]。只要有 4 顆衛(wèi)星的定位信息， GPS 接收機(jī)就能向用戶(hù)提供三維坐標(biāo)、時(shí)間及移動(dòng)速度等信息參數(shù)。 GPS 信號(hào)接收 方案 選擇 要實(shí)現(xiàn)在液晶顯示器上顯示出接收到的 GPS 數(shù)據(jù) 信息，首先要實(shí)現(xiàn) GPS 信號(hào)的接收。在獲取了衛(wèi)星的位置信息和測(cè)算出衛(wèi)星信號(hào)傳播時(shí)間之后，即可計(jì)算出天線位置。 外圍電路：外圍電路一部分是由 GPS 接收器件及其輔助電路組成，一部分是 OLED液晶顯示模塊的電源電路和顯示電路。 該器件采用 ATMEL 高 密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51 指令集和輸出管腳相兼容 [4]。時(shí)鐘可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。其主要功能是把 PC 初始化為 0000H，使單片機(jī)從0000H 單元開(kāi)始執(zhí)行程序。 12 SiRF Star II GPS 信號(hào)接收模塊 該設(shè)計(jì)中 GPS 信號(hào)接收模塊所選用的是 SiRF Star II GPS 接收模塊，該模塊是由美國(guó)瑟孚科技有限公司所生產(chǎn)。 GRF2i 主要由片內(nèi)壓控振蕩器和基準(zhǔn)振蕩器、集成中頻濾波器 (IF)、集成 LNA 和數(shù)字接口等組成。但 OLED 屏幕卻具備了許多 LCD 不可比擬 的優(yōu)勢(shì)。 ，在接收到有效數(shù)據(jù)前，這個(gè)位是‘ V’ ，后面的數(shù)據(jù)都為空，接到有效 數(shù)據(jù)后，這個(gè)位是‘ A’ ，后面才開(kāi)始有數(shù)據(jù)。 注意： 在接好 GPS 的 TXA 腳以后要保證 GPS 的負(fù)極和轉(zhuǎn)接小板的負(fù)極是連在 21 一起的，尤其是準(zhǔn)備給 GPS 使用獨(dú)立的電源供電的時(shí)候（只有這樣才能實(shí)現(xiàn) TTL 數(shù)據(jù)傳輸，部分買(mǎi)家朋友沒(méi)有注意這點(diǎn)因此測(cè)試時(shí)收到的都是 16 進(jìn)制的亂碼） 給 GPS 供電 給 GPS 供電時(shí)需要注意 GPS 模塊的工作電壓， 一般從 USB 拆機(jī)模塊都是直接 采用 5V 供電的（不帶 RS232 電平， DB9 座的模塊），這個(gè)電源可以用單獨(dú)的開(kāi) 關(guān)電源或電池供電， 也可以是從單片機(jī)開(kāi)發(fā)板上直接供電 使用 軟件通過(guò)電腦測(cè)試 GPS 首先介紹測(cè)試前的準(zhǔn)備（ TTL 轉(zhuǎn)接板） GPS 的工作模式是電源通電即從其 TXA 腳上輸 出 NMEA 格式的數(shù)據(jù)包（剛啟動(dòng)和沒(méi)有信號(hào)的情況下數(shù)據(jù)包是無(wú)效的）因此使用時(shí)只需要給 GPS 提供 5V 供電并將 GPS 的 TXA 引腳接到單片機(jī)或者 TTL 轉(zhuǎn) USB 小板（或者 TTL 轉(zhuǎn) DB9 小板）的 RXD 上就行，而 GPS 的 RXA（ RXD）引腳則用不上 硬件準(zhǔn)備 使用串口助手測(cè)試 GPS 時(shí)需要有 TTL 轉(zhuǎn) USB 或者 TTL 轉(zhuǎn) DB9 的轉(zhuǎn)接小板（帶 DB9 口的可不使用轉(zhuǎn)接板，但是部分 GPS 的 DB9 口是針座的（公頭），因?yàn)樵O(shè)計(jì)的時(shí)候主要是為了兼容單片機(jī)及 ARM 開(kāi)發(fā)板，由于臺(tái)式機(jī)上的 DB9 串口座也是公頭的，因此需要一根母對(duì)母的串口線來(lái)連接 GPS 與電腦） 沒(méi)有小板的話也可使用帶下載功能的 51 單片機(jī)開(kāi)發(fā)板代替，方法如下： 由于 51 單片機(jī)開(kāi)發(fā)板下載電路是通過(guò) RS232 轉(zhuǎn) TTL 的 MAX232（或者是 STC232）芯片或者是 USB 轉(zhuǎn) TTL 的 PL2303 芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換的，因此可以借用該 電路實(shí)現(xiàn) GPS 與電腦的通信。如下圖所示 (2)設(shè)置波特率 GPS 模塊波特率主要有 4800bps 和 9600bps 兩種，絕大部分是 4800bps，少數(shù)是 9600bps 的，極少數(shù)的 REB3571 板是 38400bps 波特率的，如果不知道波特率可以先設(shè)置為 4800 即可，如果進(jìn)行下一步時(shí)獲得數(shù)據(jù)不對(duì)的話改為 9600或者 38400 即可。 需要注意的是， 測(cè)試時(shí) GPS 的天線一 定要朝上，而且放到越空曠的地方效果越好。 一個(gè)單一的 uVision2工程能夠產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)程序。用詳細(xì)的符號(hào)信息來(lái)優(yōu)化用戶(hù)變數(shù)存儲(chǔ)器 ； 文件尋找功能：在特定文件中執(zhí)行全局文件搜索 ； 工具菜單：允許在 V2 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境下啟動(dòng)用戶(hù)功能 ； 可配置 SVCS 接口：提供對(duì)版本控制系統(tǒng)的入口 ； PC－ LINT 接口：對(duì)應(yīng)用程序代碼進(jìn)行深層語(yǔ)法分析 ； I