【文章內容簡介】 荊楚理工學院本科畢業(yè)設計（ 2021） 6 基于單片機的 GPS 設計硬件部分介紹 AT89C51 微處理器主要性能 在本次設計中，采用微控制器 為 AT89C51單片機 ， 其小體積 、 結構簡單 、性價比高、可靠性高、功耗小及應用范圍廣 等特性 適 用于移動便攜設備 。 AT89C51的 全雙工異步通信口 ,更夠跟 UBLOX NEO6M接口進行數據讀取 、 處理和輸出。且由于兩者 串口通信時 ,采用的電平方式均為 TTL ,故 不需要電平轉換便可直接連接。 AT89C51功能性能 : ： 1. 與 MCS51 兼容 2. 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲器 3. 全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz 4. 三級程序存儲器鎖定 5. 128*8 位內部 RAM 6. 32 可編程 I/O 線 7. 兩個 16 位定時器 /計數器 8. 兩個優(yōu)先級別的五個中斷源 9. 可編程串行通道 10. 低功耗的閑置和掉電模式 11. 片內振蕩器和時鐘電路 荊楚理工學院本科畢業(yè)設計（ 2021） 7 圖 33 AT89C51 引腳圖 Waveshare UBLOX NEO6M 信號接收模塊介紹 該設計中 的 GPS 信號接收模塊所選用的是 由 深圳 市 微雪 電子有限公司所生產 的 Waveshare UBLOX NEO6M 接收模塊 。該模塊在 5V177。 10%范圍的電壓工作時，電流低至 60mA， UBLOX NEO6M 優(yōu)異的節(jié)能特性 使其得以 更廣泛的 應用在 移動手持設備上 。 特性： 使用 UBLOX NEO6M 模組，自帶高增益有源天線 波特率默認為 9600，可以通過 ucenter 修改 自帶 IPX 接口，可以連接各種有源天線 自帶可充電后備電池，可以掉電保存星歷數據，實現熱啟動 自帶 EEPROM，保存配置信息 參數： 接口特性： TTL 電平，兼容 接收特性： 50 通道， GPS L1() C/A 碼， SBAS:WAAS/EGNOS/MSAS 定位精度： (SBAS:) 荊楚理工學院本科畢業(yè)設計（ 2021） 8 更新速率：最大 5Hz(默認 1HZ) 捕獲時間：冷啟動： 27S（最快） 熱啟動： 1S 追 蹤靈敏度： 161dBm 捕獲靈敏度 (冷啟動 )： 147dBm 通信協(xié)議： NMEA(默認 )/UBX Binary 串口通信波特率：默認 9600 速度限制： 500m/s 高度限制： 50000m 工作溫度： 40 攝氏度 ~ 85 攝氏度 工作電壓： (VCC 引腳輸入 ) 工作電流： 45mA TXD/RXD 阻抗： 510 歐 使用說明： VCC：接 GND：接 GND TXD：接 RXD：接 PPS：接 時鐘脈沖輸出（可不接） 1602LCD 液晶顯示模塊介紹 顯示容量 :162 個字符 芯片工作電壓 :— 荊楚理工學院本科畢業(yè)設計（ 2021） 9 工作電流 :() 模塊最佳工作電壓 : 字符尺寸 :(WH)mm 配置 LED背光 內 帶 CGROM、 CGRAM 能夠顯示 160個不同的點陣字符圖形 多種軟件功能：光標顯示、畫面移位、自定義字符 其字符與圖形在 CGROM和 CGRAM中的對應的關系如表 3－ 1所示。 圖 3－ 4 1602液晶顯示模塊 表 3－ 1 CGROM和 CGRAM中字符代碼與字符圖形對應的關系 荊楚理工學院本科畢業(yè)設計（ 2021） 10 1602 采用 標準的 16 腳接口，其中 : 引腳功能說明 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 數據 2 VDD 電源正極 10 D3 數據 3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數據 4 RS 數據 /命令選擇 12 D5 數據 5 R/W 讀 /寫選擇 13 D6 數據 6 E 使能信號 14 D7 數據 7 D0 數據 15 BLA 背光源正極 8 D1 數據 16 BLK 背光源負極 表 32 引腳接口說明表 14 腳時無背光， 16 腳時帶背光 荊楚理工學院本科畢業(yè)設計（ 2021） 11 DB0 DB7 E R/W RS VL BLK BLA …… …… …… 5K AT8 9C5 1 1 6 0 2 L C M 表 33 16腳接口 根據編程時所采用的方法，決定采用 1602LCD 液晶顯示模塊 和單片機連接的方式： 圖 3－ 6 AT89C51與 1602LCD液晶顯示模塊的連接方式 引 線 號 符 號 名 稱 功 能 1 Vss 接地 0V 2 VDD 電路電源 5V177。 10% 3 VL 液晶顯示偏壓信號 調節(jié)對比度 4 RS 寄存器選擇信號 H:數據寄存器 L:指令寄存器 5 R/W 讀 /寫信號 H:讀 L:寫 6 E 片選信號 下降沿觸發(fā) ,鎖存數據 7 | 14 DB0 | DB7 數據線 數據傳輸 15 BLA 背光源正極 提供背光 16 BLK 背光源負極 提供背光 0V 0V 5V 荊楚理工學院本科畢業(yè)設計（ 2021） 12 電源 為了設備的能夠方便攜帶，所以決定選擇電池給設備供電，考慮到系統(tǒng)各模塊的最佳工作電壓， 故 選擇了 5V鋰電池 。 基于單片機的 GPS 硬件連接 介紹 整個硬件設計要求 GPS接收模塊輸出的信號連接器件將 單片 （ STC90C51）、GPS信號接收模塊、 1206液晶顯示模塊、電源相連接實現系統(tǒng)功能。硬件電路設計詳圖。 37 1206LCD 與單片機的連接圖 荊楚理工學院本科畢業(yè)設計（ 2021） 13 38 單片機與 GPS 的接口圖 第 4 章 基于單片機的 GPS 軟件設計 GPS NAEA 0183 數據 格式 介紹 NMEA－ 0183 是美國國家海洋電子協(xié)會 （ National Marine Electronics Association） 為海用電子設備制定的標準格式。它是在 0180 和 0182 的 標準格式的 基礎上 加入 GPS 接收機輸出。 NMEA－ 0183 將 包含經度、 緯度、 速度、 時間 、 日期 、航向、以及衛(wèi)星信號情況等信息 的語句以 ASCⅡ字符碼 輸出 。 本 設計只運用定位數據語句 $GPRMC的 結構為： $GPRMC,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11*hhCRLF ； GP：交談識別符； RMC：語句識