【文章內(nèi)容簡介】 D1L E DC 1 12 20 u f123V VGNDIN OUTU6 7 8L 0 5R61 0K+ 9V V C CC94 70 u電源指示燈 圖 8 電源電路 圖 串口通信電路 對于單片機(jī)來說，為了進(jìn)行串行數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)通信，單片機(jī)有一個(gè)全雙工的串行通信接口，包含串行口接收和發(fā)送緩沖寄存器等。 本設(shè)計(jì)中考慮到 GPS 定位接收模塊與單片機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。由于 GPS接收模塊需要的是 TTL或 CMOS 電平，可以通過 MAX232進(jìn)行電平轉(zhuǎn)化，單片機(jī)輸出的電平就是 TTL 電平 。 為什么要在加一個(gè) MAX232 串口電路呢 ,就是為了方便在 PC 機(jī)上應(yīng)用 GPS Viewer 軟件觀察 GPS 模塊是否接收到 GPS 衛(wèi)星傳回的數(shù)據(jù)信息。 串口通信電路圖如圖 9所示 ： 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 1 9 J u n 2 0 11 S he e t o f F i l e : E : \汽車課設(shè)等 \ 2 01 1 年 6 月課程設(shè)計(jì) \ G P S 定位系統(tǒng)設(shè)計(jì) \ G P S 定位系統(tǒng) .D d bD r a w n B y:1234J2G P SV C CC A P 1 +1R R I N 28C A P 6C A P 2 5C A P 1 3C A P +2C A P 2 +4R T O U T 27R O U T 29T I N 210T I N 111R O U T 112R R I N 113R T O U T 114GND15V C C16U1M A X 2 32C51 0u fC41 0u fC11 0u fC31 0u fC21 0u f162738495J1D B 9V C C 圖 9 串口通信電路 圖 四川師范大學(xué)成都學(xué)院電子工程系課程設(shè)計(jì)報(bào)告 13 LCD12864 顯示電路 LCD12864是 20個(gè)引腳 SIP封裝的集成接口器 件。 在設(shè)計(jì)中我們將 2腳外接電源， 3腳接 10K的電位器，可實(shí)現(xiàn)對其背光調(diào)節(jié)。 6腳是控制端口， 714腳是數(shù)據(jù)輸出端口，接單片機(jī) P0端口。 LCD12864顯示電路圖如圖 10所示 ： 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 1 9 J u n 2 0 11 S he e t o f F i l e : E : \汽車課設(shè)等 \ 2 01 1 年 6 月課程設(shè)計(jì) \ G P S 定位系統(tǒng)設(shè)計(jì) \ G P S 定位系統(tǒng) .D d bD ra w n B y:123W11 0KV S S1V C C2VO3RS4RW5E6RB07RB18RB29RB310RB411RB512RB613RB714P S B15NC16R E S E T17B L A19B L K20VOUT18U2L C D 12 8 64R41 0/ 0 .5 WV C CV C Cp 2 3p 2 4p 2 5p 2 6p 2 7p 0 0p 0 1p 0 2p 0 3p 0 4p 0 5p 0 6p 0 7 圖 10 LCD12864顯示電路 圖 HOLUX GR87 GPS 模塊 HOLUX GR87 GPS 是一種高性能，低功耗，體積小，很容易集成 GPS 引擎板為一種廣譜的設(shè)計(jì) OEM 系統(tǒng)應(yīng)用。該產(chǎn)品是基于成熟的技術(shù)在其他 HOLUX12 通道 GPS 接收機(jī)和SiRFstar II / LP 芯片組解決方案。該 GPS 引擎板將跟蹤多達(dá) 12 顆衛(wèi)星在同一時(shí)間，而提供快速的時(shí)間，首次定位和一秒鐘的導(dǎo)航更新。其遠(yuǎn)達(dá)能力滿足汽車導(dǎo)航的靈敏度的要求，以及其他基于位置的應(yīng)用程序。因此， HOLUX GR 87 引擎板是非常適合的客戶的 AVL 系統(tǒng)集成和基于位置的服務(wù)。而 GR 87的設(shè)計(jì)采用了最新的表 面貼裝技術(shù)（ BGA）和高水平的電路集成，實(shí)現(xiàn)卓越的性能，同時(shí)最大限度地減少空間和功率的要求。這種硬件功能結(jié)合智能軟件使 引擎 板 更容易被集成在各種導(dǎo)航應(yīng)用 產(chǎn)品 上 。應(yīng)用系統(tǒng) 可 通過兩個(gè) RS232 兼容設(shè)置與 CMOS / TTL 電平的雙向溝通渠道 進(jìn)行數(shù)據(jù)通信 。 HOLUX GR87 GPS 模塊 主要特點(diǎn)： ★ 平均冷啟動時(shí)間在 45 秒 ★ 低功耗 、 12 通道“全在查看”跟蹤 ★ 集成 ARM7TDMI CPU 和軟件工程服務(wù) ★ 嵌入式客戶定義的應(yīng)用程序 ★ 在 1Mb 的 SRAM 芯片 四川師范大學(xué)成都學(xué)院電子工程系課程設(shè)計(jì)報(bào)告 14 ★ 雙 TTL 電平的串行端口，一個(gè)用于 GPS 接 收器命令消息 ★ 接口，另一個(gè)為 RTCM— 104 DGPS 輸入之一 ★ 契約理事會尺寸 1“ 1” “（ ），易于集成到手持設(shè)備 ★ 重捕時(shí)間 秒 ★ 支持標(biāo)準(zhǔn) NMEA 0183 和 SiRF 二進(jìn)制協(xié)議 ★ 支持精確的 1PPS 輸出信號與 GPS時(shí)序?qū)R ★ 多路徑緩解硬件 ★ 板上 RTCM SC— 104 DGPS 和 WAAS/ EGNOSDemodulator ★ 內(nèi)置鋰電池進(jìn)行 GPS 定位快 表 2 HOLUX GR87 GPS模塊管腳分布 表 主程 序流程圖 主程序是單片機(jī)程序執(zhí)行的主體部分，整個(gè)系統(tǒng)軟件的功能都在其中完成，本設(shè)計(jì)的主程序部分主要包括：串口通信控制程序、 LCD12864 程序、 GPS 數(shù)據(jù)解析程序和顯示程序。 主程序中進(jìn)行了串口初始化、定時(shí)器 0初始化、 LCD12864 的初始化和 GPS 數(shù)據(jù)的初始化。定義了 GPS 的接收開始和停止標(biāo)志位 rev_start 和 rev_stop、 GPS 處理標(biāo)志位gps_falg 和換頁顯示標(biāo)志位 change_page。進(jìn)入主程序后首先判斷串口是否接收到數(shù)據(jù)及 ch=‘ $’和 gps_flag=0；然后 rev_start=1， rev_stop=0，開始接收 GPS 接收機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)， rev_start=0， rev_stop=1 接收完成；開定時(shí)器 0，對 GPRMC 和 GPGGA 進(jìn)行解四川師范大學(xué)成都學(xué)院電子工程系課程設(shè)計(jì)報(bào)告 15 析，并顯示解析的數(shù)據(jù)信息。如果沒有接收到‘ $’ ， LCD12864 顯示初始化信息。 主程序流程圖如圖 11 所示 : 開始初始化系統(tǒng)change_page%2=1?rev_stop=1? 解析GPR MC？ 解析GPG GA?開定時(shí)器0GPS初始化 顯示解析的GPG GA信息，rev_ stop =0 顯示解析的GPR MC信息，rev_ stop =0結(jié)束YNNYNYNYRI=1且ch=39。$39。?接收數(shù)據(jù)rev_start=1YN 圖 11 主程序流程 圖 GPS 數(shù)據(jù)處理流程圖 GPS 數(shù)據(jù)的處理包含兩個(gè)部分：一部分是對 GPRMC 數(shù)據(jù)的解析處理，另一部分是對GPGGA 數(shù)據(jù)的解析處理。在對 GPRMC 數(shù)據(jù)的解析時(shí)主要是定義了以個(gè)字符型變量 ch，并判斷接收到的數(shù)據(jù)的第五個(gè)字符，如果 第五個(gè)字符是‘ C’ ， 在判斷定位狀態(tài) status 是否等于‘ A’ ，如果等于則就將接收到的經(jīng)度、緯度、日期和時(shí)間信息進(jìn)行字符轉(zhuǎn)換，及單片機(jī)將 GPS接收機(jī)發(fā)送來的數(shù)據(jù)通過軟件程序控制轉(zhuǎn)換成字符型數(shù)據(jù)。在對 GPGGA 數(shù)據(jù)的解析是也是定義了一個(gè)字符型變量 ch，判斷接收到的數(shù)據(jù)的第四個(gè)字符，如果第四四川師范大學(xué)成都學(xué)院電子工程系課程設(shè)計(jì)報(bào)告 16 個(gè)字符是‘ G’ ， 且定位狀態(tài)標(biāo)志位 status 不等于‘，’ ， 那么單片機(jī)也將 GPS 發(fā)送來的海拔高度和水平面高度 數(shù)據(jù)通過軟件程序 轉(zhuǎn)換成字符型數(shù)據(jù) 。 GPS 數(shù)據(jù)處理流程圖如圖12所示 : 開始結(jié)束轉(zhuǎn)化解析信息GPS初 始化解析日期、時(shí)間經(jīng)度、緯度解析海拔高度水平面高度ch=buf[5]ch=39。C39。?status!=39。,39。?status=39。A39。?ch=buf[4]ch=39。G39。?YNNN NNYYY 圖 12 GPS數(shù)據(jù)處理 流程 圖 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。一行完整的數(shù)據(jù)如下： $GPRMC,A,N,E,170809,A*60 顯示程序流程圖 顯示程序包含三個(gè)方面的數(shù)據(jù)顯示主要是日期時(shí)間 、第一頁數(shù)據(jù)的顯示、第二頁數(shù)據(jù)的顯示。第一頁顯示經(jīng)緯度，第二頁顯示的是速度、航向、高度、海拔。開始程序后進(jìn)入程序初始化定義數(shù)據(jù)；然后判斷 GPS接收機(jī)發(fā)送到單片機(jī)的數(shù)據(jù)是否解析，是否有效；有效的話就 LCD12864 清屏、開定 時(shí)器 0，顯示從 GPS 衛(wèi)星發(fā)射回來的日期和時(shí)間。其次判斷經(jīng)緯度是東經(jīng)還是西經(jīng)、南緯還是北緯，如果正確顯示當(dāng)前的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，關(guān)定時(shí)器 0。 否則的話 LCD12864 再一次清屏，開定時(shí)器 0，顯示速度、航向、高度和海拔。四川師范大學(xué)成都學(xué)院電子工程系課程設(shè)計(jì)報(bào)告 17 顯示程序流程圖如圖 13 所示 : 開始數(shù)據(jù)定義初始化結(jié)束 解析 是否有效？判斷是E— W？ SN？顯示相應(yīng)的經(jīng)度、緯度關(guān)定時(shí)器0清屏開定時(shí)器0開定時(shí)器0、清 屏顯示日期時(shí)間顯示速度、航向高度、海拔NNNYY 圖 13 顯示程序流程 圖 總結(jié) 本設(shè)計(jì)以 AT89S52 單片機(jī)為核心部件，通過 GPS 接收機(jī)、 GPS 天線和單片機(jī)協(xié)同控制。將 GPS 接收機(jī)收到的 GPS 衛(wèi)星信號轉(zhuǎn)換成字符型數(shù)據(jù)，通過 LCD12864 液晶顯示器顯示時(shí)間、日期、經(jīng)度、緯度、速度 、航向 和海拔高度。在設(shè)計(jì)中感謝 我們的指導(dǎo)老師劉強(qiáng)老師的細(xì)心指導(dǎo)，也感謝和我一起作此課程設(shè)計(jì)的同學(xué)，感謝你們對我的支持！ 在設(shè)計(jì)過程中我們也存在很多的問題主要有硬件的設(shè)計(jì)和軟件的調(diào)試。其中最難 ，最麻煩，也是學(xué)到和掌握的東西最多的地方就是軟件調(diào)試了，這其中包括程序的編寫檢驗(yàn)，這樣你必須對程序的每部分都很熟悉，掌握每句程序的再整個(gè)整體的作用。 這樣你出現(xiàn)問題時(shí) 你才能根據(jù)問題改變程序內(nèi) 容而達(dá)到目的。程序編寫上也出現(xiàn)了很多細(xì)節(jié)的錯(cuò)誤，并不能把程序一次 性就編寫好，這主要也是我們沒有把這方面的知識學(xué)扎實(shí)。所以我們要把一次課題設(shè)計(jì)好，不但要學(xué)習(xí)好課堂的知 識，而且要注意各方面的細(xì)節(jié)。 通四川師范大學(xué)成都學(xué)院電子工程系課程設(shè)計(jì)報(bào)告 18 過這次應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在很大程度上提高了自己的獨(dú)立思考能力。更為詳細(xì)的學(xué)習(xí)了 GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和基本原理以及單片機(jī)的相關(guān)知識，也深刻了解寫一篇應(yīng)用控制系統(tǒng)論文的步驟和格式，有過這樣的一次訓(xùn)練，我相信在接下來的畢業(yè)設(shè)計(jì)我們會有更大的收獲，而且會做得更好。 [1] 謝維成 ． 單片機(jī)原理與應(yīng)用及 C51程序設(shè)計(jì) [M]. 北京： 清華大學(xué)出版社 ， [2] 沈紅衛(wèi) ． 基于單片機(jī)的智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [M]. 北京： 電子工業(yè)出版社 ， [3] 朱月秀 ． 單片機(jī)原理與應(yīng)用 [M]. 北京： 北京 科學(xué)出版社 ， [4] 魏建秋 ． 汽車電子電路試圖技巧 [M]．北京 ： 機(jī)械工業(yè)出版社 , [5] 康光華 ． 電子技術(shù)基礎(chǔ) [M]． 北京：高等教育出版社 ， [6] 牛昱光 ． 單片機(jī)原理與接口技術(shù) [M]. 北京： 電子工業(yè)出版社 ， [7] 徐 瑋 ． C51單片機(jī)高效入門 [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， [8] 戴仙金 ． 51單片機(jī)及其 C語言程序開發(fā)實(shí)例 [M]. 北京： 清華大學(xué)出版社 ， [9] 邱致和 ． GPS原理與與應(yīng)用 [M]．北京 ： 電子工業(yè)出版社 , [10] 李明峰 ． GPS定位技術(shù)及其應(yīng)用 [M]． 北京 ： 國防工業(yè)出版社 ， 四川師范大學(xué)成都學(xué)院電子工程系課程設(shè)計(jì)報(bào)告 19 附 錄 附錄 1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理圖 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 2 2 J u n 2 0 11 S he e t o f F i l e : E : \汽車課設(shè)等 \ 2 01 1 年 6 月課程設(shè)計(jì) \ G P S 定位系統(tǒng)設(shè)計(jì) \ G P S 定位系統(tǒng) .D d bD r a w n B y:R S T9X T A L 2