基于單片機(jī)的簡單gps定位信息顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-17 12:43 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 收機(jī)信號進(jìn)行篩選、計(jì)算、輸出，獲取定位數(shù)據(jù)信息。最終的計(jì)算結(jié)果將通過MCU并行接口模塊輸出，利用液晶顯示器（LCD）構(gòu)成的顯示電路顯示出結(jié)果。 整個GPS定位信息顯示系統(tǒng)的硬件構(gòu)成主要包括以下幾部分：第一，接收模塊電路。主要包括以SiRF Star II GPS接收模塊作為核心構(gòu)成的GPS接收機(jī)，主要負(fù)責(zé)將鎖定衛(wèi)星，并將捕獲碼的最大相關(guān)輸出，然后利用同步技術(shù)，通過對偽距、載波相位的估計(jì)，計(jì)算出用戶位置、速度和時(shí)間等數(shù)據(jù)信息；第二，控制電路模塊。主要包括由51單片機(jī)構(gòu)成的核心電路，主要負(fù)責(zé)控制GPS數(shù)據(jù)讀取和傳輸?shù)倪^程，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波等處理，并發(fā)送至顯示電路；第三，顯示電路部分。主要包括由LCD構(gòu)成的顯示電路，通過與微控制器接口的正確連接實(shí)現(xiàn)定位數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示；第四，電源部分。為整個系統(tǒng)提供動力來源，保證系統(tǒng)的正常工作。設(shè)計(jì)中還包括一些外圍電路，主要負(fù)責(zé)在接收天線獲取衛(wèi)星信號后，在信號的變換、放大、濾波等一系列處理過程中起到相應(yīng)輔助作用，與主控電路與接收模塊協(xié)同工作，鎖緊、定位、測量并輸出顯示結(jié)果。此外，在控制電路完成信息的捕獲、跟蹤和計(jì)算的過程中，無論是衛(wèi)星導(dǎo)航參數(shù)的測量，還是偽距及偽距變化率的測量，以及最終位置信息的計(jì)算及經(jīng)緯度的變換顯示，輸入輸出端口的管理等，都必須通過軟件指令進(jìn)行控制。所以軟件設(shè)計(jì)也是整體方案的重要組成部分。綜上，本文將從硬件電路與軟件設(shè)計(jì)兩部分開展具體論述。三 硬件電路設(shè)計(jì)（一）硬件總體結(jié)構(gòu)框圖硬件總體結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示： 圖3 硬件總體結(jié)構(gòu)框圖（二）單片機(jī)性能概述本設(shè)計(jì)中所選擇的單片機(jī)型號為STC89C52，是由中國深圳宏晶科技有限公司生產(chǎn)。該單片機(jī)采用40引腳雙列直插封裝方式，是采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)生產(chǎn)的。STC89C52能夠與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳直接兼容。STC89C52引腳如圖4所示圖4 STC89C52引腳圖其引腳說明如下：1）主電源引腳（2根）： VCC(Pin40)：電源輸入端口，通常接+5V電源； GND(Pin20)：接地端口。 2）外接晶振引腳（2根）： XTAL1(Pin19)：芯片內(nèi)部振蕩電路的輸入端口； XTAL2(Pin18)：芯片內(nèi)部振蕩電路的輸出端口。 3）控制引腳（2根）：ALE/PROG(Pin30)：用來控制地址鎖存允許信號；PSEN(Pin29)：用來控制外部存儲器讀選通信號；4）可編程輸入輸出引腳（32根）：STC89C52單片機(jī)有4組8位的可編程輸入\輸出端口，分別為P0口、P1口、P2口以及P3口。每個端口都8根引腳，一共32根，其各端口功能詳見表1：表1 I\O 端口功能綜上，整個STC89C52的主要功能如表2所示： 表2 STC89C52主要功能時(shí)鐘電路的一共有內(nèi)部產(chǎn)生或者外部產(chǎn)生的兩種模式可供選擇。本設(shè)計(jì)采用內(nèi)部時(shí)鐘電路模式。其中外接定時(shí)元件與X1和X2腳相聯(lián)，由內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生自激振蕩。外接的定時(shí)元件具體是由石英晶體以及一個電容并聯(lián)構(gòu)成諧振電路。為了保證最好的定時(shí)效果，產(chǎn)生所需要的時(shí)鐘信號，在本電路中，擬選擇大小約為在5?30pF的電容，?12兆赫茲的晶體振蕩頻率，發(fā)揮最佳定時(shí)效果。時(shí)鐘電路如圖5所示。圖5時(shí)鐘電路圖3. 復(fù)位電路復(fù)位信號從RESET引腳輸入，整個電路主要包括由施密特觸發(fā)器構(gòu)成的外部電路以及內(nèi)部電路。在單片機(jī)上電瞬間，RESET引腳將出現(xiàn)正脈沖，只要能夠在RESET端保證一定幅度大小的高電平，就能夠使單片機(jī)有效地復(fù)位。值得注意的是，復(fù)位脈沖的高電平時(shí)間間隔必須要大于2個機(jī)器周期。例如，如果在整個設(shè)計(jì)中采用6MHz的晶振，那么一個機(jī)器周期自然為2微秒，也就是說復(fù)位信號的周期應(yīng)該大于等于4微秒。圖6復(fù)位電路圖（三） SiRF Star II GPS信號接收模塊設(shè)計(jì)中以SiRF Star II GPS作為GPS信號接收模塊。該模塊是由美國瑟孚科技有限公司生產(chǎn)的GPS第二代芯片。，它能夠并行接收12通道，其所接收的信號頻段主要位于民用的GPS L1頻帶信號。在沒有SelectiveAvailability干擾的前提下，改接收模塊的平均位置誤差僅僅只有10 m 。在冷啟動狀態(tài)下僅需要約42秒的定位時(shí)間；而在熱啟動的情況下，其所需的定位時(shí)間僅僅為38秒左右；如果是重新定位，其所花時(shí)間僅僅為8秒左右。SiRF Star II GPS接收模塊引腳如圖7所示。圖7 SiRF Star II引腳圖其引腳說明如下：
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