【正文】 .............................................. 28 在 LCD 中的實(shí)際應(yīng)用 ...................................................................................... 28 GPS 的串行 I/O 口傳輸 ........................................................................................ 29 串行 I/O 口簡(jiǎn)介 ................................................................................................. 29 串行 I/O 口工作方式 ......................................................................................... 29 5 實(shí)物調(diào)試 .................................................................................................................. 32 軟硬件測(cè)試 ........................................................................................................... 32 實(shí)物照片 ............................................................................................................... 32 6 總結(jié)與展望 .............................................................................................................. 34 總結(jié) ....................................................................................................................... 34 展望 ....................................................................................................................... 34 參考資料 ..................................................................................................................... 35 附錄 A 部分單片機(jī)程序及注釋 ................................................................................ 36 附錄 B 系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中的調(diào)試工具 ........................................................................ 55 畢業(yè)論文數(shù)據(jù)集 ......................................................................................................... 56 【精品整理】：千教萬(wàn)教教人求真，千學(xué)萬(wàn)學(xué)學(xué)做真人！ 藜羹麥飯冷不嘗，要足平生五車(chē)書(shū)！ 1 緒論 研究背景 四軸飛行器 要完成各種任 務(wù)就需要人工無(wú)線電遙控導(dǎo)航或者自主導(dǎo)航。 國(guó)內(nèi)外四軸飛行器自主導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀 國(guó)內(nèi)外飛行器的發(fā)展和應(yīng)用 2020 年 5 月 21 日， 一臺(tái)叫做“旋翼飛行機(jī)器人”的空中多功能自主飛行機(jī)器人在 中國(guó) 中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所研制成功，并在災(zāi)害搜救的實(shí)際測(cè)試中取得很好的效果，并已經(jīng)小批量地投入生產(chǎn)。其 AAHRS(高度、姿態(tài)和航向參考系統(tǒng) )使用了如下幾種傳感器：加速計(jì)、陀螺儀、磁力計(jì)、氣壓計(jì)、濕度計(jì)、溫度計(jì)。 1958 年 12 月，美國(guó)為了給在北極的核潛艇提供精確的導(dǎo)航定位，美國(guó)海軍聯(lián)合詹姆斯而且從大地測(cè)量學(xué)來(lái)看，由于它的定位速度慢，測(cè)站平均觀測(cè) 2天，精度較低，只有 35 米的單點(diǎn)定位精度和約為 1 米相對(duì)定位精度，所以，該系統(tǒng)很難運(yùn)作在大地測(cè)量學(xué)和地球動(dòng)力學(xué)研究方面。 第三階段：實(shí)用組網(wǎng)。與 PC 機(jī)的通信，采用的是串行異步通信方式，從單片機(jī) TXD 和 RXD端的 TTL 電平到 PC 機(jī)的標(biāo)準(zhǔn) RS232 電平的轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)采用美信公司的 MAX232 芯片。在選擇空閑模式時(shí)會(huì)將 CPU 凍結(jié)，但是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、定時(shí)器以及中斷系統(tǒng)和串口卻仍然在工作。外部的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器也能使用 P0口，同時(shí) P0口也可以作為成數(shù)據(jù)的低八位地址。在給出地址“ 1”時(shí)，由于自身提供上拉電阻，在對(duì)八位外部地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行寫(xiě)或讀的操作時(shí)， P2 口輸出的為它的 SFR 里的內(nèi)容。在加密方式為 1 時(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。另外，略微拉高該引腳時(shí)，如果微處理器在執(zhí)行 ALE 外部狀態(tài)禁止，則置位無(wú)效。以下是它的一些參數(shù)： L1()接收頻率； 工作溫度： 40℃至 +85℃； 輸出資料格式： NMEA0183()； 啟動(dòng)時(shí)間 (TTFF)：熱啟動(dòng)： 1 秒；溫啟動(dòng)： 33 秒；冷啟動(dòng)： 36 秒； 敏感性： 159dBm。這些影響 GPS定位精度的因素可分為以下四大類(lèi)： (1)SA 誤差 是 影響 GPS 定位誤差的最主要因素。為了保證 衛(wèi)星 時(shí)鐘精度， GPS 衛(wèi)星均采用高精度原子鐘， 但誤差總是存在的， 它們 和 GPS 標(biāo)準(zhǔn)時(shí)之間的偏差和漂移和漂移總量在 1ms～ 以內(nèi)，由此引起的等效誤差將達(dá)到 300km～30km。//經(jīng)度數(shù)據(jù) unsigned char GPS_latitude_dir[3]。//時(shí)間數(shù)據(jù) 2 unsigned char GPS_mode[3]。數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)處理流程 圖如下圖所示： 【精品整理】：千教萬(wàn)教教人求真，千學(xué)萬(wàn)學(xué)學(xué)做真人！ 藜羹麥飯冷不嘗，要足平生五車(chē)書(shū)！ 圖 31 GPS 數(shù)據(jù)讀取流程圖 【精品整理】：千教萬(wàn)教教人求真，千學(xué)萬(wàn)學(xué)學(xué)做真人！ 藜羹麥飯冷不嘗，要足平生五車(chē)書(shū)！ LCD 模塊 11264 點(diǎn)陣液晶 LCD 顯示原理： 在數(shù)字電路中所有的數(shù)據(jù)都是通過(guò)二進(jìn)制的 0 和 1 保存。 DDF 的狀態(tài)由指令 DISPLAY ON 和DISPLAYOFF 以及 RST 復(fù)位信號(hào)控制的。當(dāng)完成一行掃描時(shí)，這個(gè)地址計(jì)數(shù)器將加上一，這是指針將指向加一后的地址，也就是下一行地址。 【精品整理】：千教萬(wàn)教教人求真，千學(xué)萬(wàn)學(xué)學(xué)做真人！ 藜羹麥飯冷不嘗，要足平生五車(chē)書(shū)！ 漢字字模的建立 因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在需要的漢字量很少，所以可以使用一些字模提取軟件自己制作所需的字模。0x0f))。 Write_LCD_cmd(0xb0+Y*2+1)。 【精品整理】：千教萬(wàn)教教人求真，千學(xué)萬(wàn)學(xué)學(xué)做真人！ 藜羹麥飯冷不嘗，要足平生五車(chē)書(shū)！ Cl_addr=X*8。 Write_LCD_cmd(0xb0+Y*2)。//寫(xiě)入高 8 位部分?jǐn)?shù)據(jù) for(i=0。 短按 k2→短按 k1：記錄當(dāng)前坐標(biāo)作為導(dǎo)航目的地 (Flag=4)。若目標(biāo)點(diǎn)在起飛點(diǎn)的右上方，則先 45176。 它只需要串行時(shí)鐘線 (SCL)和串行數(shù)據(jù)線 (SDA)這兩條線即可在連接于總線上的器件之間傳送信息，也 是微電子通信控制領(lǐng)域采用 極廣泛 的一種總線標(biāo)準(zhǔn)。 【精品整理】：千教萬(wàn)教教人求真，千學(xué)萬(wàn)學(xué)學(xué)做真人！ 藜羹麥飯冷不嘗，要足平生五車(chē)書(shū)！ I2C 總線數(shù)據(jù)傳輸 數(shù)據(jù)發(fā)送的 格式 SDA 線上必須 發(fā)送 8 位 的 字節(jié) 數(shù)據(jù) ，每個(gè)字節(jié)后 跟上 一個(gè)響應(yīng)位 ， 每次傳輸發(fā)送的字節(jié)數(shù)量 的多少卻沒(méi)有被限定 。從機(jī)使數(shù)據(jù)線保持高電平，主機(jī)產(chǎn)生一個(gè)停止或重復(fù)起始條件。i++) { if(Wr_datamp。串行端口有一個(gè)在 SFR 里 字節(jié)地址為 99H 的 數(shù)據(jù)寄存器 ，在頭文件中定義為 SBUF，這個(gè) 寄存器 可以執(zhí)行發(fā)送命令，也可以執(zhí)行接收命 令 。 CPU 在讀 SBUF 時(shí)會(huì)指到接收寄存器，在寫(xiě)時(shí)會(huì)指到發(fā)送寄存器，而且接收寄存器是雙緩沖寄存器，這樣可以避免接收中斷沒(méi)有及時(shí)的被響應(yīng)，數(shù)據(jù)沒(méi)有被取走，下一幀數(shù)據(jù)已到來(lái)，而造成的數(shù)據(jù)重疊問(wèn)題。它的各個(gè)位的具體定義如下 : 表 4－ 1串行口控制寄存器 SCON (MSB) 。操作 SBUF 寄存器的方法則很簡(jiǎn)單，只要把這個(gè)99H 地址用關(guān)鍵字 SFR 定義為一個(gè)變量就可以對(duì)其進(jìn)行讀寫(xiě)操作了，如 SFR SBUF=0x99； 當(dāng)然你也可以用其 它的名稱(chēng)。在一定條件下， 當(dāng)對(duì) SBUF 寫(xiě)入數(shù)據(jù) 的同時(shí)單片機(jī) 就啟動(dòng)了發(fā)送 命令 ；讀SBUF 就啟動(dòng)了接收 命令 。 else LCD_DAT_L()。從機(jī)發(fā)送器必須釋放數(shù)據(jù)線，允許主機(jī)產(chǎn)生一個(gè)停止或重復(fù)起始條件。 應(yīng)答響應(yīng) 響應(yīng) 是 傳輸數(shù)據(jù) 的必要條件 ， 由 主機(jī) 來(lái) 產(chǎn)生相關(guān)的響應(yīng)時(shí)鐘脈沖。 I2C 總線 相關(guān) 術(shù)語(yǔ) 發(fā)送器： 向 總線的器件發(fā)送 元件 ； 接收器：接收從總線 發(fā)來(lái)的 數(shù)據(jù) 的元件 ； 主機(jī)： 可以 發(fā)送 和 產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào) 以及 終止發(fā)送的 初始化元件 ； 多主機(jī)：同時(shí)有多于一個(gè)主機(jī)嘗試控制總線但不破壞傳輸； 仲裁： 當(dāng) 多個(gè)主機(jī)嘗試同時(shí)控制總線 時(shí)使 控制總線 只被允許一個(gè) 并使 數(shù)據(jù)在 傳輸 過(guò)程中保持完整的過(guò)程； 同步： 連接的元件對(duì) 時(shí)鐘信號(hào) 進(jìn)行 同步的過(guò)程 ； 【精品整理】：千教萬(wàn)教教人求真，千學(xué)萬(wàn)學(xué)學(xué)做真人！ 藜羹麥飯冷不嘗，要足平生五車(chē)書(shū)！ I2C 總線位傳輸 I2C 總線 上 連接的 元 件有 著 不同 類(lèi)型 的 制造 工藝 ，如 NMOS、 CMOS 以及 雙極性等 ，邏輯 0(低 電平 )和邏輯 1(高 電平 )并不 固定的，它由電源 VCC 的 以及 相關(guān) 的 電平?jīng)Q定，每 次總線上 傳輸一 位 數(shù)據(jù)位就 會(huì)有產(chǎn)生 一個(gè) 時(shí)鐘脈沖。 圖 410 單個(gè)目標(biāo)點(diǎn)的行走方向 當(dāng)設(shè)置多個(gè)目標(biāo)點(diǎn)是，可近似直線飛至目標(biāo)點(diǎn)，目標(biāo)點(diǎn)設(shè)置越多則直 線越平滑。 短按 k2→短按 k1→短按 k2→長(zhǎng)按 k2：退出導(dǎo)航，回到主界面 (Flag=0)。i++) Write_LCD_dat(*p++)。i8。nchar_count。i16。//寫(xiě)入低 8 位部分?jǐn)?shù)據(jù) for(i=0。再調(diào)用如下子程序輸出漢字： void disp_char_Chinese(unsigned char Y,unsigned char X,unsigned char*ptr,unsigned char char_count) { unsigned char Cl_addr,i,n。所以， DISPLAY START LINERST 指令將控制顯示屏幕的起始行顯示，也就是 DDRAM 里的顯示數(shù)據(jù)從哪一行開(kāi)始在屏幕的第一列進(jìn)行顯示輸出。 BF 為高電平時(shí)表示模塊正在進(jìn)行內(nèi)部數(shù)據(jù)操作，此時(shí)模塊在忙狀態(tài)，不會(huì)被接受外部指令和數(shù)據(jù)所影響。而對(duì)于中文來(lái)說(shuō)，常用就有 6000 個(gè)字以上，于是就有 DOS 程序員將 ASCII 表里很少用到的的高 128 位以兩個(gè)為一組來(lái)表示漢字，這就是所說(shuō)的漢字內(nèi)碼。 GPS 模塊處理后并發(fā)送的數(shù)據(jù)主要由幀頭，幀尾以及幀內(nèi)數(shù)據(jù)組成。//經(jīng)度方向 unsigned char GPS_speed_dir[8]。 主要 技術(shù)參數(shù)和性能： (1) 電源： +5V (2) 顯示內(nèi)容： 112(列 )X 64(行 )點(diǎn)； (3) 全屏幕點(diǎn)陣； (4) 工作溫度： 10℃至 +60℃，存儲(chǔ)溫度： 20℃至 +70℃。雖然美國(guó)在 2020 年取消了 SA，但是戰(zhàn)時(shí)或必要時(shí)，美國(guó)可能 會(huì) 恢復(fù)或采 取 類(lèi)似的 衛(wèi)星定位精度 干擾技術(shù)。 采用了偽碼擴(kuò)頻技術(shù)將基帶信號(hào)的頻帶從 50hz 擴(kuò)展到 以將這種低碼率的導(dǎo)航文有效地發(fā)送給用戶。在讀取外部程序存儲(chǔ)器指令的期間， /PSEN 選通兩次外部程序存儲(chǔ)器，也就是出現(xiàn) 2 次選通信號(hào)。 RST：復(fù)位腳。當(dāng)利用外部 ROM 或16 位地址外部 RAM 進(jìn)行存取數(shù)據(jù)時(shí)， P2 口輸出的是地址的高八位。 P1 口是 8 位的并且自身能提供上拉電阻的雙向 I/O 口，在編程和校驗(yàn) FLASH 時(shí)， P1 口作為低八位地址接收。 (1) 存儲(chǔ)器尋址范圍 64 字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器以及 64K 字節(jié)程序存儲(chǔ)器 (2) 電源控制模式 空閑模式 掉電模式 時(shí)鐘可停止和恢復(fù) (3) 兩個(gè)工作頻 率范圍 12 時(shí)鐘模式時(shí)為 0~33MZH 6 時(shí)鐘模式時(shí)為 0~20MHZ (4) 12 時(shí)鐘操作，也可通過(guò)軟件或并行編程器選擇 6 時(shí)鐘時(shí)鐘操作 (5) 89C51 核心處理單元 全靜態(tài)操作 布爾處理器 89C