【正文】 多時定位到 11 顆有效衛(wèi)星） ， 或多或少， 一般只要有 一條綠色的柱形條 GPS 就可以正常工作了。 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 口或者串口） 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 中所介紹的利用 51 開發(fā)板上的電平轉(zhuǎn)換電路的步驟來 做。因為具備輕薄、省電等特性， 因此從 2020 年開始，這種顯示設(shè)備在 MP3 播放器上得到了廣泛應(yīng)用，而對于同 屬數(shù)碼 類產(chǎn)品的 DC 與手機(jī)，此前只 是在一些展會上展示過采用 OLED 屏幕的工 程樣品，還并未走入實際應(yīng)用的階段。外部電路產(chǎn)生的復(fù)位信號 (RST)送至施密特觸發(fā)器，再由片內(nèi)復(fù)位電路在每個機(jī)器周期的 S5P2 時刻對施密特觸發(fā)器的輸出進(jìn)行采樣，然后才得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號 [7]。 表 STC89C516RD+2 主要功能 主要功能特性 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 8K 可反復(fù)擦寫 Flash ROM 32 個雙向 I/O 口 256x8bit 內(nèi)部 RAM 3 個 16 位可編程定時 /計數(shù)器中斷 時鐘頻率 024MHz 2 個串行中斷 可編程 UART 串行通道 2 個外部中斷源 共 6 個中斷源 2 個讀寫中斷口線 3 級加密位 低功耗空閑和掉電模式 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 (1) 時鐘電路 STC89C516RD+內(nèi)部有一 個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳 RXD 和TXD 分別是此放大器的輸入端和輸出端。利用其串行接口接收 SiRF Star II GPS 接收模塊輸出的 NMEA0183 語句數(shù)據(jù)，并將接收到的數(shù)據(jù)經(jīng)過篩選和處理后發(fā)送到 OLED 液晶顯示器顯示。實驗表明，利用差分 GPS，定位精度可提高到 5 米。 (2) 空間部分，由 24 顆衛(wèi)星組成，分布在 6 個 軌 道平面上 。陸地、海洋和空間的廣大用戶，只要持有一種能夠接收、跟蹤、變換和測量 GPS 信號的接收機(jī)，就可以全天時、全天候和全球性 的 測量運(yùn)動載體的七維狀態(tài)參數(shù)和三維狀態(tài)參數(shù)。據(jù)我所知， 除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文（設(shè)計）不包含其他個人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。 它 是一臺體積小巧、攜帶方便、可以獨(dú)立使用的全天候?qū)崟r的定位導(dǎo)航設(shè)備。 3 第二章 GPS 定位信息顯示 系統(tǒng) 方案設(shè)計 GPS 全球定位系統(tǒng)簡介 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)。美國政府宣布 從 2020 年起 ，在保證美國國家安全不受威脅的前提下，取消 SA 政策， GPS 民用信號精度在全球 5 范圍內(nèi)得到改善，利用 C/A 碼進(jìn)行單點(diǎn)定位的精度由 100 米提高到 20 米 。在這里使用常見的 MCS51 型單片機(jī)作為處理器，利用 MCS51 單片機(jī)的串行接口接收 SiRF Star II GPS信號接收模塊 輸出的數(shù)據(jù)信號，并通過軟件方法篩選出其中有用的定位數(shù)據(jù)，最后通過單片機(jī)的并行接口輸出至液晶顯示模塊顯示的方案。 (4) 可編程輸入 /輸出引腳（ 32 根） ： 10 STC89C516RD+單片機(jī)有 4 組 8 位的可編程 I/O 口，分別 為 P0、 P P P3 口，每個口有 8 根引腳 ，共 32 根。復(fù)位信號是高電平有效，其有效 時間應(yīng)持續(xù) 24 個振蕩周期 (即二個機(jī)器周期 )以上。 將 IF 濾波器集成到射頻芯片內(nèi)而無需新增外部濾波器 , 從而進(jìn)一步降低了元件的數(shù)目并增加了可靠性。 20 使用 軟件通過電腦測試 GPS 。 接線方法和使用串口助手測試時是一樣的，不再做介紹。此數(shù)據(jù)庫包含：片上存儲器和外圍設(shè)備的信息，擴(kuò)展數(shù)據(jù)指針 (extra data pointer)或者加速器(mathaccelerator)的特性。 測試程序 uVision2調(diào)試器具備所有常規(guī)源極調(diào)試，符號調(diào)試特性以及歷史跟蹤，代碼覆蓋，復(fù)雜斷點(diǎn)等功能。 32 圖 保存路徑 (4) 根據(jù)使用的單片機(jī) 選擇相應(yīng)的型號，如圖 。 } void Lcd_WriteCmd(uchar cmd) { LCD_RS = 0。 36 DelayNOP()。} pos = X+Y 。 if (error_num = 20) //如果數(shù)據(jù)無效超過 20 次 { RMC_NO。 軟件調(diào)試 軟件調(diào)試的任務(wù)是利用開發(fā)工具進(jìn)行在線仿真調(diào)試，發(fā)現(xiàn)和糾正程序的錯誤，同時也能發(fā)現(xiàn)硬件的故障。 不過由于專業(yè) GPS 設(shè)備價格昂貴，普通消費(fèi)者難以承受，所以也限制了 GPS 在民間的大量應(yīng)用，現(xiàn)在各個 GPS 廠商的當(dāng)務(wù)之急便是降低 GPS 的制造成本，削減一些普通消費(fèi)者平時用不到的專業(yè)功能，保留一些基本的實用功能，以加快 GPS 在民間普及的速度。 石 老師淵博的科學(xué)知識、遠(yuǎn)見卓識的科學(xué)創(chuàng)新和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度 給了我深遠(yuǎn)的影響 ， 同時 石 老師隨和的性格更讓我感到親切。 圖 谷歌 地圖 顯示結(jié)果 GPS 定位顯示系統(tǒng)設(shè)計所測量出來的結(jié)果中，時間是很精確的，但是經(jīng)緯度有所差異，根據(jù)我的裝置顯示的結(jié)果是北緯 31 度 45 分 15 秒，東經(jīng) 117 度 14 分 51 秒。 第一步，我用數(shù)字萬用表進(jìn)行了逐一對點(diǎn)的檢查，檢查各導(dǎo)線間是否有短路與開路的故障。GPS)) //解析 GPRMC { RMC_YES。 //清除 LCD 的顯示內(nèi)容 delay(5)。 } void Lcd_WriteDat(uchar dat) { LCD_RS = 1。 圖 軟件 程序流程圖 模塊軟件設(shè)計 液晶模塊初始化模塊 在該設(shè)計中所使用的是 12864 液晶 顯示 模塊，其初始化程序如下所示 ： include void clr_screen() { Lcd_WriteCmd(0x34)。同時包含對 81C90CAN控制器和代碼區(qū)的支持。斷點(diǎn)可設(shè)置為條件表達(dá)式，變量或存儲器訪問，斷點(diǎn)被觸發(fā)后，調(diào)試器命令或調(diào)試功能即可執(zhí)行。 Keil uVision2與同類開發(fā)環(huán)境具有以下優(yōu)點(diǎn)： (1) 真正的集成調(diào)試環(huán)境 ,集成了編緝器、編譯器、調(diào)試器； (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、記時器、程序時效分析、 數(shù)據(jù)時效分析、硬件測試儀、事件觸發(fā)器； (3) 所有類型的單片機(jī)集成在一個調(diào)試環(huán)境下 ,支持匯編、 C、 PL/M源程序混合調(diào)試； (4) 支持軟件模擬，支持項目管理； (5) 支持點(diǎn)屏功能 ,直接點(diǎn)擊屏幕就可以觀察變量的值 ,方便快捷； (6) 功能強(qiáng)大的觀察窗口 ,支持所有的數(shù)據(jù)類型； (7) 樹狀結(jié)構(gòu)顯示，一目了然； (8) 在線直接修改、編譯、調(diào)試源程序，錯誤指令定位 [12]。 完成上敘步驟后就可以連接電腦了，將 USB 轉(zhuǎn) TTL 小板插到電腦的 USB 口或者將串口線接到臺式機(jī)的 DB9 串口上，打開軟件，如下圖所示： 23 串口軟件操作界面 軟件的設(shè)置步驟如圖三所示，一共 3 步 (1)設(shè)置端口號 使用臺式機(jī)上的串口測試的需自己找到串口號（經(jīng)常燒錄單片機(jī)的的話這個肯定是知道的），這里介紹一下使用 TTL 轉(zhuǎn) USB 小板測試的 話 ， XP 系統(tǒng)下，在桌面上的“我的電腦”上單擊右鍵 屬性 硬件 設(shè)備管理器 端口。一行 完整的數(shù)據(jù)如下： $GPRMC,A,N,E,170809,A*60 信息類型為： GPGSV：可見衛(wèi)星信息 GPGLL：地理定位信息 GPRMC：推薦最小定位信息 GPVTG：地面速度信息 GPGGA： GPS 定位信息 GPGSA：當(dāng)前衛(wèi)星信息 這里我們只介紹 GPRMC 和 GPGGA 的信息（因為后面介紹的 51 單片機(jī)程序只解析 了這兩個數(shù)據(jù)包， 有興趣想研究的朋友可以解析更多的數(shù)據(jù)包出來， 但是要考慮 單片機(jī)的運(yùn)行速率， 因為 GPS 對單片機(jī)的串行輸入會使單片機(jī)產(chǎn)生很多的串行中 斷單片機(jī)要花很多時間處理。 13 圖 GPS 接收模塊 它的 工作電壓為 － ， 工作電流僅為 75mA， 它由 GSP2e 數(shù)字 IC、 GRF2i射頻 IC 和 GSW2 模塊化軟件組成。片內(nèi)時鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻，產(chǎn)生一個兩相時鐘 P1 和 P2，供單片機(jī)使用。其大體結(jié)構(gòu)框圖如 圖 所示。 GPS 接收模塊的研究 GPS 接收模塊是接收機(jī)的關(guān) 鍵 部分 ，而且型號很多，功能各異，一般 組成結(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。 4 圖 Block2 衛(wèi)星圖 全球定位系統(tǒng) 有很多特點(diǎn)，其 主要特點(diǎn) 如下 ： (1) 全天候； (2) 全球覆蓋； (3) 三維定速定時高精度； (4) 快速省時高效率 ； (5) 應(yīng)用廣泛多功能。 GPS 技術(shù)的航天應(yīng)用 GPS 技術(shù)在航天方面 同樣 也有著很重要的作用： 低軌道通訊衛(wèi)星群的實時軌道測 2 量；衛(wèi)星入軌和衛(wèi)星回收的實時點(diǎn)位測量；載入航天器的在軌防護(hù)探測；星載 GPS 的遮掩天體大小和大氣參數(shù)測量；對地觀測衛(wèi)星的七維狀態(tài)參數(shù)和三維 狀 態(tài)參數(shù)測量 [2]。 ：任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。 作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 日期： II 注 意 事 項 （論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300 字左右）、關(guān)鍵詞 4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7）參考文獻(xiàn) 8）致謝 9）附錄（對論文支持必要時） ：理工類設(shè)計（論文）正文字?jǐn)?shù) 不少于 1 萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于 萬字。 GPS 技術(shù)的航空應(yīng)用 GPS 技術(shù)在航空方面的應(yīng)用主要體現(xiàn)在： 民航飛機(jī)的在途自主導(dǎo)航；飛機(jī)精密著陸；飛機(jī)空中加油控制；飛機(jī)編隊飛 行的安全保護(hù)；航空援救的搜索和定點(diǎn)測量；機(jī)載地球物理勘探；飛機(jī)探測災(zāi)區(qū)大小和標(biāo)定測量；攝影和遙感飛機(jī)的七維狀態(tài)參數(shù)和三維姿態(tài)參數(shù)測量 等 。 Block2 衛(wèi)星如圖 所示。 從上面的分析可以知道，選擇 GPS 接收模塊就能夠很好的作為本次設(shè)計接收 GPS定位信息的解決方案，因此我選擇第二種方案 來 完成本次設(shè)計。 8 第 三 章 基于單片機(jī)的 GPS 硬件 電路 設(shè)計 基于單片機(jī)的 GPS 硬件 電路 總體結(jié)構(gòu) 根據(jù)總體設(shè)計方案 ， 該 基于單片機(jī)的 GPS 硬件 電路 設(shè)計 主要由 GPS 信號接收部分（ SiRF Star II GPS 信號接收模塊）、控制芯片（ STC89C516RD+單片機(jī)）、顯示部分（ OLED液晶顯示模塊）這幾部分構(gòu)成。對外部振蕩信號無特殊要求，只要求保證脈沖寬度 ，一般采用頻率低于 12MHz 的方波信號。 該模塊實物圖如圖 所示。 16 圖 GPS硬件電路圖 17 第 四 章 基于單片機(jī)的 GPS 軟件設(shè)計 GPS 數(shù)據(jù)包介紹 輸出數(shù)據(jù)格式 GPS 上電后，每隔一定的時間就會返回一定格式的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)格式為： $信息類型， x， x， x， x， x， x， x， x， x， x， x， x， x 每行開頭的字符都是‘ $’ ， 接著是信息類型，后面是數(shù)據(jù)，以逗號分隔開。如果需要使用 5V 電源請從圓孔插座接入或者按照下圖二所示的“ 5V 電源正極”排針接入，負(fù)極可從圖一所示的任一 GND 引腳接入。 uVision2 IDE 可為它們提供單一而靈活的開發(fā)環(huán)境 [11]。 (2) 斷點(diǎn) uVision2 允許用戶在編輯時設(shè)置程序斷點(diǎn)（甚至在源代碼未經(jīng)編譯和匯編之前） ，用戶啟動 V2 調(diào)試器之后，斷點(diǎn)即被激活。 31 MCB517AC板含高性能 InfineonC517A單片機(jī) ,它提供標(biāo)準(zhǔn) 8052外圍設(shè)備和 A/D轉(zhuǎn)換器 ,PWM,搜索 ／ 比較 ,8位數(shù)據(jù)指針 ,一個高速運(yùn)算單元 [15]。 其程序流程圖如圖 所示。 LCD_EN = 0。 Lcd_WriteCmd(0x01)。其識別程序如下： if (GPS_RMC_Parse(rev_buf, amp。 (1) 檢查所設(shè)計的硬件電路板所有的器件和引腳是否正確。谷歌地圖顯示