【正文】 用 ATMEL 高 密度非易失存儲器制造技術(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 單元開始執(zhí)行程序。 12 SiRF Star II GPS 信號接收模塊 該設(shè)計(jì)中 GPS 信號接收模塊所選用的是 SiRF Star II GPS 接收模塊，該模塊是由美國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。 ，在接收到有效數(shù)據(jù)前，這個位是‘ V’ ，后面的數(shù)據(jù)都為空，接到有效 數(shù)據(jù)后，這個位是‘ A’ ，后面才開始 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)立的電源供電的時候（只有這樣才能實(shí)現(xiàn) TTL 數(shù)據(jù)傳輸，部分買家朋友沒有注意這點(diǎn)因此測試時收到的都是 16 進(jìn)制的亂碼） 給 GPS 供電 給 GPS 供電時需要注意 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），這個電源可以用單獨(dú)的開 關(guān)電源或電池供電， 也可以是從單片機(jī)開發(fā)板上直接供電 使用 軟件通過電腦測試 GPS 首先介紹測試前的準(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（剛啟動和沒有信號的情況下數(shù)據(jù)包是無效的）因此使用時只需要給 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 使用串口助手測試 GPS 時需要有 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)的時候主要是為了兼容單片機(jī)及 ARM 開發(fā)板，由于臺式機(jī)上的 DB9 串口座也是公頭的，因此需要一根母對母的串口線來連接 GPS 與電腦） 沒有小板的話也可使用帶下載功能的 51 單片機(jī)開發(fā)板代 替，方法如下： 由于 51 單片機(jī)開發(fā)板下載電路是通過 RS232 轉(zhuǎn) TTL 的 MAX232（或者是 STC232）芯片或者是 USB 轉(zhuǎn) TTL 的 PL2303 芯片來實(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)行下一步時獲得數(shù)據(jù)不對的話改為 9600或者 38400 即可。 需要注意的是， 測試時 GPS 的天線一 定要朝上，而且放到越空曠的地方效果越好。 一個單一的 uVision2工程能夠產(chǎn)生一個或多個目標(biāo)程序。用詳細(xì)的符號信息來優(yōu)化用戶變數(shù)存儲器 ； 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 集成開發(fā)環(huán)境下啟動用戶功能 ； 可配置 SVCS 接口：提供對版本控制系統(tǒng)的入口 ； PC－ LINT 接口：對應(yīng)用程序代碼進(jìn)行深層語法分析 ； Infineon 的 EasyCase 接口：集成塊集代碼產(chǎn)生 ； Infineon的 DAVE功能：協(xié)助用戶的 CPU和外部程序。 (2) 調(diào)試函數(shù)語言 uVision2 中，你可以編寫或使用類似 C 的數(shù)語言進(jìn)行調(diào)試。監(jiān)控器用 uVision2的調(diào)試器直接工作 ,可支持代碼區(qū)。 Keil C 編譯步驟 Keil uVision2 C51軟件是目前功能最強(qiáng)大的單片機(jī) C語言集成開發(fā)環(huán)境，這里介紹簡單的編譯步驟。 圖 輸出文件設(shè)置 (7) 程序編寫完 成后進(jìn)入菜單 Project/Build target編譯工程，如圖 。 35 Lcd_WriteCmd(0x30)。 _nop_()。 LCD_EN = 0。 //擴(kuò)充指令操作 delay(5)。 if (X==0) {X=0x80。 while (str[i] != 39。 //顯示 GPS 信息 error_num = 0。 rev_stop = 0。 測芯片管座與芯片管座之間用導(dǎo)線連接起來的對應(yīng)腳是否導(dǎo)通和截止。 (3) 通過 GPS 模塊程序和 OLED 液晶顯示模塊程序的結(jié)合， 觀察 OLED 液晶顯示器上的 GPS 顯示信息。經(jīng)過單位換算可知，谷歌地圖顯示的結(jié)果是北緯 31 度 45 分 18 秒，東經(jīng) 117 度 15 分 10 秒。 順利如期的完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)給了我很大的信心，讓我了解專業(yè)知識的同時也對本設(shè)計(jì)的發(fā)展前景充滿 信心 。 感謝 電子系 所有老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間為我們提供良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。 //接收數(shù)據(jù)指示燈 sbit led2 = P2^1。 由于水平有限和時間問題，有許多不足。 42 第 六 章 總結(jié) 隨著 GPS 的應(yīng)用越來越廣泛， GPS 設(shè)備普及速度也將大大加快，在我們國內(nèi) GPS產(chǎn)業(yè)才剛剛起步， GPS 產(chǎn)業(yè)的興起勢必也將大大的推進(jìn) GPS 在民間的應(yīng)用。 GPS 初始化如圖 所示。 (3) 將程序代碼經(jīng)過 Keil 軟件仿真生成的（ .hex）文件，用編程器將生成的文件導(dǎo)入單片機(jī) STC89C52 中。 } 程序代碼詳見附錄。 rev_stop = 0。) { Lcd_WriteDat(str[i])。} else if (X==2) {X=0x88。 //基本指令操作 delay(5)。 DelayNOP()。 DelayNOP()。 Lcd_WriteCmd(0x01)。 圖 生成 文件 基于單片機(jī)的 GPS 軟件設(shè)計(jì)思路 該 GPS 設(shè)計(jì)的核心部分是 GPS 接收模塊與單片機(jī)的通訊，以及單片機(jī)將收到的信息篩選編排顯示位置后送到 LCD 液晶 顯示 模塊 顯示 。 圖 Keilc51 編輯界面 (2) 首先進(jìn)入菜單 project/new project 建立一個新工程，如圖 所示。 (3) MCB517/251啟動工具包 在開始一項(xiàng) 8051工程時 ,MCB啟動工具會對你有很大幫助。 (3) 變量和存儲器 用戶可以在編輯 器中選中變呈來觀察其取值。 編輯器和調(diào)試器 (1) 源代碼編輯器 uVision2 編輯器包含了所有用戶熟悉的特性。開發(fā)工具選項(xiàng)可以對應(yīng)目標(biāo)，組或單 個文件。 KeilC51標(biāo)準(zhǔn) C編譯器為 8051 微控制器的軟件開發(fā)提供了 C 語言環(huán)境 ,同時保留了匯編代碼高效 ,快速的特點(diǎn)。因?yàn)?sirf GPS 在有信號的地方冷啟動需要 40 秒左右，上面的圖片就是在冷啟動的時候截的圖，接下來看定位成功后的數(shù) 據(jù)，你應(yīng)該能夠發(fā)現(xiàn)不同了。 將 GPS 的 TXA 接到 51 單片機(jī)的 P31 引腳位置（此腳對應(yīng)的是 MAX232 或者 PL2303 芯片的 RXD，可以接收數(shù)據(jù)發(fā)送到電腦的 USB 口或者口） GPS 數(shù)據(jù)線連接 GPS 數(shù)據(jù)線連接時只需將 GPS 的 TXA 引腳接到 TTL 轉(zhuǎn)接 板的 RXD 引腳，沒有轉(zhuǎn)接板的按照上面所介紹的利用 51 開發(fā)板上的電平轉(zhuǎn)換電路的步驟來做。 19 ，這個位有兩種值‘ N’ （北緯）和‘ S’ （南緯） ，這個位有兩種值‘ E’ （東經(jīng)）和‘ W’ （西經(jīng)） ， 這個速率值是 海里 /時， 單位是節(jié)， 要把它轉(zhuǎn)換成千米 /時， 根據(jù)： 1 海里 = 公里，把得到的速率乘以 。 OLED 液晶顯示模塊引腳 如圖 所示。 SiRF Star II 除增 加了中央處理器和衛(wèi)星信號追蹤引擎 , SiRF Star II在芯片組中集成了兆位存儲器 (DRAM) , 這個 是其它同類產(chǎn)品的八倍。 該 模塊具有 12 通道并行接收能力，所接收的 GPS 信號屬于民用頻段的 L1 信號 （ ） ， 在沒有 SA干擾的情況下平均定位誤差為 10 米，動態(tài)速度誤差為 米 /秒，信號靈敏度達(dá)到 －142dBm，冷啟動定位時間為 42 秒，熱啟動時間為 38 秒，重新定位時間僅僅需要 8 秒。 除 PC 之外，復(fù)位操作還對其他一些寄存器有影響，它們的復(fù)位狀態(tài)如表 所示。定時元件通常采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。 (2) 外接晶振引腳（ 2 根） ： XTAL1(Pin19)：片內(nèi)振蕩電路的輸入端 ； XTAL2(Pin18)：片內(nèi)振蕩電路的輸出端 。它接收天線獲取的衛(wèi)星信號，經(jīng)過變頻、放大、濾波、相關(guān)、混頻等一系列處理，可以實(shí)現(xiàn)對天線視界內(nèi)衛(wèi)星的跟蹤、鎖定和測量定位。 GPS 接收模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 所示。 第一種方案是選擇 GPS 接收芯片然后再根據(jù)芯片設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)外圍電路和安裝天線等，選擇這個方案的優(yōu)點(diǎn)是可以掌握到 GPS 接收部分的電路設(shè)計(jì)技術(shù)，但是這個方案的缺點(diǎn)也是顯而易見的，首先實(shí)現(xiàn)的難度較大 ， 不容易成功，其次由于 GPS 接收芯片一般都是廠商直接供貨，單獨(dú)采購價格會很高。考慮到衛(wèi)星的時鐘與接收機(jī)時鐘之間的誤差，實(shí)際上有 4 個未知數(shù)， X、 Y、 Z和鐘差，因而需要引入第 4 顆衛(wèi)星，形成 4 個方程式進(jìn)行求解，從而得到觀測點(diǎn)的經(jīng)緯度和高程。 圖 GPS 全球定位系統(tǒng) 組成 1978 年 2 月 22 日，第一顆 GPS 試驗(yàn)衛(wèi)星的發(fā)射成功，標(biāo)志著工程研制階段的開始。 論文主要內(nèi)容 本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù) 是在 GPS 和單片機(jī)的理論知識基礎(chǔ)上，選擇合適的單片機(jī)提取 GPS 接收 模塊 接收 的數(shù)據(jù)并且由液晶顯示模塊顯示接收的數(shù)據(jù)?？v觀現(xiàn)狀， GPS 技術(shù)有 如下 用途。 本 論文 詳細(xì)介紹了一種基于單片機(jī)、 GPS 接收模塊、 OLED 液晶 顯示 模塊 等器件的GPS 實(shí)時顯示功能的實(shí)現(xiàn)。 關(guān)鍵詞： GPS； 單片機(jī)； GPS 接收模塊； OLED 液晶屏 II 目 錄 第一章 緒論 ....................................................................... 1 課題背景及意義 ............................................................................................................... 1 論文主要內(nèi)容 .................................................................................................................. 2 第二章 GPS定位信息顯示系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) ............................................... 3 GPS 全球定位系統(tǒng)簡介 ..................................................................................................... 3 GPS 信號接收方案選擇 ..................................................................................................... 5 GPS 接收模塊的研究 ........................................................................................................ 5 總體方案的設(shè)計(jì) ............................................................................................................... 6 第三章 基于單片機(jī)的 GPS硬件電路設(shè)計(jì) ................................................ 8 基于單片機(jī)的 GPS 硬件電路總體結(jié)構(gòu) .............................................................................. 8 基于單片機(jī)的 GPS 定位信息顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)硬件電路簡介 ...................................