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正文內(nèi)容

基于stc12c5a60s2單片機gps信號控制系統(tǒng)畢業(yè)論文(編輯修改稿)

2025-07-19 01:51 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 頻譜使用效率高,抗干擾能力強,最高有效速率高達 19200bps15. 靈敏度高:1200bps 的靈敏度為 120dBm , 9600bps 的靈敏度為 110dBm16. 工作壽命長,穩(wěn)定性好,工作溫度范圍寬:FT55 所有器件均按軍工標(biāo)準選用,工作溫度均在 40 ~ +85 攝氏度范圍,器件年老化率均不超過 。 FT55實物圖和電路圖 FT55實物圖FT55電路圖 FT55引腳說明 JP1 端口的定義及配置方法:序號1,電源地GND序號2,電源VCC,直流電源輸入序號3,UART串行數(shù)據(jù)接收端RXD/TTL,串口1接收端序號4,UART串行數(shù)據(jù)發(fā)射端TXD/TTL,串口1發(fā)射端序號5,信號地SGND,可與電源地相連序號6,RS485的A/RS232的TX,A(TX),串口2發(fā)射端/RS485A序號7,RS485的B/RS232的RX,B(RX),串口2接收端/RS485B序號8,休眠控制SLP,低電平休眠序號9,復(fù)位控制RESET,低電平有效,時間不小于10usFT55 的有一組 5 位的短路跳線組 (JP2), 分別定義為 ABCDE ,跳線開路 ( 不插短路器 )為1跳線短路(插入短路器)為0 ,則跳線組的定義如下:序號A,設(shè)置控制,A=0,為設(shè)置狀態(tài),A=1,為通信狀態(tài)序號B,速率選擇序號C,速率選擇,BC=00,為1200bps;BC=10,為2400bps;BC=01,為4800Bit/s,BC=11,為9600Bit/s序號D,串口2選擇,D=0。COM2為RS232。D=1;COM2為RS485序號E,校驗位,E=0,8N1。E=1,8E1 無線天線注意事項 天線是通信系統(tǒng)的重要組成部分,其性能的好壞直接影響通信系統(tǒng)的指標(biāo),用戶在選擇天線時必須首先注重其性能。一般有兩個方面,第一選擇天線類型;第二選擇天線的電氣性能。選擇天線類型的意義是:所選天線的方向圖是否符合系統(tǒng)設(shè)計中電波覆蓋的要求;選擇天線電氣性能的要求是: 選擇天線的頻率帶寬、增益、額定功率等電氣指標(biāo)是否符合系統(tǒng)設(shè)計要求。因此,用戶在選擇天線時最好向廠家聯(lián)系咨詢, FT55 要求的天線阻抗為 50 歐姆。 本章小結(jié) 本章重點介紹FT55無線電臺模塊,作為信號中轉(zhuǎn)部分,詳細介紹電臺是必須的。本設(shè)計中只是眾多從電臺中的一個,因此實驗中需要外接一個主臺接收從臺發(fā)送的數(shù)據(jù)。第5章 系統(tǒng)硬件設(shè)計介紹 硬件接線 硬件電路原理接線圖硬件電路原理PCB圖電路原理說明: 由于本設(shè)計所使用的MCU是STC12C5A60S2單片機,所以首先要構(gòu)造STC12C5A60S2單片機最小系統(tǒng),第18,19引腳接外圍晶振電路,20引腳接GND,40引腳接VCC,小系統(tǒng)構(gòu)造好后單片機就可以工作了,因為本設(shè)計所用到的單片機引腳不多,所以只需簡單的最小系統(tǒng)加上幾個必須的功能就能滿足本設(shè)計需要。接下來是UBLOX4T模塊,由于GPS信號用單片機的COM2串口,,COM2串行數(shù)據(jù)發(fā)射端相連,,COM2串行數(shù)據(jù)接收端相連。最后是FT55電臺模塊,由于電臺模塊與單片機COM1串口通訊,,COM1串行數(shù)據(jù)接收端相連,,COM1串行數(shù)據(jù)發(fā)射端相連。以上是引腳說明,電路基本原理介紹。 工作原理說明 工作原理說明:本設(shè)計項目主要應(yīng)用在海上GPS信號采集,安裝于船舶上。當(dāng)船體放炮是產(chǎn)生震源,此時船體會采集此地的地理信息。同時采集此地的GPS數(shù)據(jù)進行位置確定。本設(shè)計通過外置GPS接收機采集此點的GPS信號,在通過集成UBLOX4T的GPS采集模塊轉(zhuǎn)換為單片機可以接受的信號,通過COM2口傳輸給單片機。同時GPS模塊的TTL引腳與單片機的外部中斷0 INT0引腳相連,當(dāng)作一個1S的時間脈沖用。當(dāng)GPS數(shù)據(jù)傳輸給單片機后,在單片機內(nèi)部通過定時器0延時600MS后由COM2串口發(fā)送給COM1串口,因為COM1與FT55無線電臺相連,所以GPS信號就可以通過電臺發(fā)送給主電臺了。由于船舶上需要多個采集點,但是信號同時采集又不能同時通過電臺發(fā)送給主臺,所以就需要在信號處理的延時時間上加以控制。這就用到了TMDA技術(shù)。本設(shè)計中只是初步驗證理論可行性,TDMA時分多址技術(shù)在本設(shè)計中并未涉及,主要原因是FT55無線電臺不支持次技術(shù)。以上即基本工作原理。 硬件總系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 總系統(tǒng)結(jié)構(gòu)流程原理說明: GPS衛(wèi)星信號通過接收天線接收,傳輸給UBLOX4T,GPS數(shù)據(jù)接收模塊,經(jīng)過內(nèi)部數(shù)據(jù)處理成STC12C5A60S2單片機可以接收的數(shù)據(jù),通過STC12C5A60S2單片機的COM2串口輸入。由于船舶上需要多個采集點,但是信號同時采集又不能同時通過電臺發(fā)送給主臺,所以就需要在信號處理的延時時間上加以控制,所以在單片機內(nèi)部就需要加以不同的延時控制數(shù)據(jù)通過COM1口輸出給FT55無線電臺模塊。最后FT55電臺模塊通過天線把數(shù)據(jù)發(fā)送給總電臺接受在PC上顯示。 系統(tǒng)硬件實物圖 主臺和兩個從臺硬件圖焊板后面接線 本章小結(jié) 本章重點介紹系統(tǒng)硬件設(shè)計,模塊集成,各個引腳連線設(shè)計,以及實物布局設(shè)計。第6章 系統(tǒng)軟件設(shè)計介紹及調(diào)試 STC12C5A60S2單片機串口調(diào)試程序 STC12C5A60S2系列單片機具有2個UART工作方式的全雙工串行通信接口。每個串行口由2個數(shù)據(jù)緩沖器、一個移位寄存器‘一個串行控制寄存器和一個波特率發(fā)生器等組成。每個串行口的數(shù)據(jù)緩沖器由2個互相獨立的接收、發(fā)送緩沖器構(gòu)成,可以同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。發(fā)送緩沖器只能寫入而不能讀出,接收緩沖器只能讀出而不能寫入,因此兩個緩沖器可以共用一個地址碼。串行口1的兩個緩沖器共用地址碼是99H;串行口2的兩個緩沖器共用的地址碼是9BH。串行口1的兩個緩沖器統(tǒng)稱串行通信特殊功能寄存器SBUF。串行口2的兩個緩沖器統(tǒng)稱串行通訊特殊功能寄存器S2BUF。 STC12C5A60S2系列單片機的兩個串行口都有4種工作方式,其中兩種方式的波特率是可變的,另外兩種是固定的,以供不同應(yīng)用場合選用。 串口1介紹 串口1模式0: 串行數(shù)據(jù)通過RxD/,TxD/,發(fā)送接收的是八位數(shù)據(jù),低位在先,波特率固定在Fosc / 12, 忽略波特率發(fā)生器 串口1波特率在模式0 = Fosc系統(tǒng)工作時鐘頻率 / 12串口1模式1: 10位數(shù)據(jù)通過TxD/,通過RxD/。一幀數(shù)據(jù)包含一個起始位(0),8個數(shù)據(jù)位(低位在先),和一個停止位(1)。接收時,停止位進入特殊功能寄存器SCON的RB8位。波特率由獨立波特率發(fā)生器BRT的溢出率決定。串口1波特率在模式1 = ( 2SMOD / 32 ) x BRT獨立波特率發(fā)生器的溢出率 當(dāng)SMOD = 0時,串口2波特率 = BRT獨立波特率發(fā)生器的溢出率 / 32, 當(dāng)SMOD = 1時,串口2波特率 = BRT獨立波特率發(fā)生器的溢出率 / 16, BRT獨立波特率發(fā)生器的溢出率 = Fosc/12/( 256 BRT ),當(dāng)BRTx12 = 0時, BRT獨立波特率發(fā)生器的溢出率 = Fosc / ( 256 BRT ),當(dāng)BRTx12 = 1時串口1模式2: 11位數(shù)據(jù)通過TxD/,通過RxD/。一幀數(shù)據(jù)包含一個起始位(0),8個數(shù)據(jù)位(低位在先),一個可編程的第9位,和一個停止位(1)。發(fā)送時,第9位數(shù)據(jù)位來自特殊功能寄存器SCON,第9位進入特殊功能寄存器SCON的RB8位。波特率可編程為系統(tǒng)時鐘頻率:Fosc /32或者Fosc / 64,串口2工作在模式2和串口1工作在模式2是相同的。串口1波特率在模式2 = ( 2SMOD / 64 ) x Fosc系統(tǒng)工作時鐘頻率 當(dāng)SMOD = 0時,串口2波特率 = Fosc系統(tǒng)工作時鐘頻率 / 64 當(dāng)SMOD = 1時,串口2波特率 = Fosc系統(tǒng)工作時鐘頻率 / 32串口1模式3:波特率是可變的,其它和模式2相同11位數(shù)據(jù)通過TxD/,通過RxD/。一幀數(shù)據(jù)包含一個起始位(0),8個數(shù)據(jù)位(低位在先),一個可編程的第9位,和一個停止位(1)。發(fā)送時,第9位數(shù)據(jù)位來自特殊功能寄存器SCON的,第9位進入特殊功能寄存器SCON的RB8位。串口1波特率在模式3 = ( 2SMOD/ 32 ) x BRT獨立波特率發(fā)生器的溢出率 當(dāng)SMOD = 0時,串口1波特率 = BRT獨立波特率發(fā)生器的溢出率 / 32, 當(dāng)SMOD = 1時,串口1波特率 = BRT獨立波特率發(fā)生器的溢出率 / 16, BRT獨立波特率發(fā)生器的溢出率 = Fosc/12/( 256 BRT ),當(dāng)BRTx12 = 0時, BRT獨立波特率發(fā)生器的溢出率 = Fosc / ( 256 BRT ),當(dāng)BRTx12 = 1時串口1模式0: 串行數(shù)據(jù)通過RxD/,TxD/,發(fā)送接收的是八位數(shù)據(jù),低位在先,波特率固定在Fosc / 12, 忽略波特率發(fā)生器 串口1波特率在模式0 = Fosc系統(tǒng)工作時鐘頻率 / 12串口1模式1: 10位數(shù)據(jù)通過TxD/,通過RxD/。一幀數(shù)據(jù)包含一個起始位(0),8個數(shù)據(jù)位(低位在先),和一個停止位(1)。接收時,停止位進入特殊功能寄存器SCON的RB8位。波特率由獨立波特率發(fā)生器BRT的溢出率決定。串口1波特率在模式1 = ( 2SMOD/ 32 ) x BRT獨立波特率發(fā)生器的溢出率 當(dāng)SMOD = 0時,串口2波特率 = BRT獨立波特率發(fā)生器的溢出率 / 32, 當(dāng)SMOD = 1時,串口2波特率 = BRT獨立波特率發(fā)生器的溢出率 / 16, BRT獨立波特率發(fā)生器的溢出率 = Fosc/12/( 256 BRT ),當(dāng)BRTx12 = 0時, BRT獨立波特率發(fā)生器的溢出率 = Fosc / ( 256 BRT ),當(dāng)BRTx12 = 1時串口1模式2: 11位數(shù)據(jù)通過TxD/,通過RxD/。一幀數(shù)據(jù)包含一個起始位(0),8個數(shù)據(jù)位(低位在先),一個可編程的第9位,和一個停止位(1)。發(fā)送時,第9位數(shù)據(jù)位來自特殊功能寄存器SCON,第9位進入特殊功能寄存器SCON的RB8位。波特率可編程為系統(tǒng)時鐘頻率:Fosc /32或者Fosc / 64,串口2工作在模式2和串口1工作在模式2是相同的。串口1波特率在模式2 = ( 2SMOD/ 64 ) x Fosc系統(tǒng)工作時鐘頻率 當(dāng)SMOD = 0時,串口2波特率 = Fosc系統(tǒng)工作時鐘頻率 / 64 當(dāng)SMOD = 1時,串口2波特率 = Fosc系統(tǒng)工作時鐘頻率 / 32串口1模式3:波特率是可變的,其它和模式2相同11位數(shù)據(jù)通過TxD/,通過RxD/。一幀數(shù)據(jù)包含一個起始位(0),8個數(shù)據(jù)位(低位在先),一個可編程的第9位,和一個停止位(1)。發(fā)送時,第9位數(shù)據(jù)位來自特殊功能寄存器SCON的,第9位進入特殊功能寄存器SCON的RB8位。串口1波特率在模式3 = ( 2SMOD/ 32 ) x BRT獨立波特率發(fā)生器的溢出率 當(dāng)SMOD = 0時,串口1波特率 = BRT獨立波特率發(fā)生器的溢出率 / 32, 當(dāng)SMOD = 1時,串口1波特率 = BRT獨立波特率發(fā)生器的溢出率 / 16, BRT獨立波特率發(fā)生器的溢出率 = Fosc/12/( 256 BRT ),當(dāng)BRTx12 = 0時, BRT獨立波特率發(fā)生器的溢出率 = Fosc / ( 256 BRT ),當(dāng)BRTx12 = 1時用戶在程序中如何具體使用串口1和獨立波特率發(fā)生器BRT,SCON寄存器中的SM0和SM1兩位決定了串口1的4種工作模式。,使用獨立波特率發(fā)生器寄存器和相應(yīng)的位: BRT獨立波特率發(fā)生器寄存器,BRTx12位,SMOD位,讓BRTR位為1,BRT獨立波特率發(fā)生器寄存器就立即開始計數(shù)。,及打開中斷相應(yīng)的控制位是: PS,PSH,ES,EA,將REN置1即可 如要串口1發(fā)送,將數(shù)據(jù)送入SBUF即可, 接收完成標(biāo)志RI,發(fā)送完成標(biāo)志TI,要由軟件清0。COM1串口用到的主要程序///////功能:串口COM1初始化,波特率9600,方式2 T0方波/////////void Uart1Init(){ SCON=0X50。 //串口方式1,允許接收 TMOD=0X21。 //定時器1 定時方式2 T0 is mode 1 TH1=0xfd。 // t1 // 9600 TL1=0xfd。 PCON|=0x00。 TR1=1。 //啟動定時器REN=1。 ES = 1。 //開串口中斷EA = 1。 //開總中斷}void Uart1SendByte(unsigned char i)//串口1發(fā)數(shù)據(jù){ ES=0。 TI=0。 SBUF=i。 while(TI==0)。 TI=0。 ES=1。}void Uart1ISR(void) interrupt 4 //串口1中斷子程序{ uchar uc。 if (RI) { RI=0。 uc= SBUF。 Uart1SendByte(uc)。//串口發(fā)數(shù)據(jù) databuff[pIn] = uc。 pIn=pIn +1。 if(pIn=512) pIn =0。
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