【導(dǎo)讀】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(jì)）不包含其他個(gè)人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果。有權(quán)將論文（設(shè)計(jì)）用于非贏利目的的少量復(fù)制并允許論。文（設(shè)計(jì)）進(jìn)入學(xué)校圖書(shū)館被查閱。保密的論文（設(shè)計(jì)）在解密后適用本規(guī)定。論文正文字?jǐn)?shù)不少于萬(wàn)字。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書(shū)寫(xiě)，不準(zhǔn)用徒手畫(huà)。因其具有性能好、精度高、應(yīng)用廣的特點(diǎn)，使其成為了迄今為止最好的定位導(dǎo)航系。GPS實(shí)時(shí)顯示功能的實(shí)現(xiàn)。分別從硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)等方面對(duì)其作了詳細(xì)的闡述，并。系統(tǒng)是根據(jù)GPS模塊數(shù)據(jù)輸出基本原理設(shè)計(jì)而成的。它是一臺(tái)體積小巧、攜帶方便、可以獨(dú)立使用的全天候?qū)崟r(shí)的定位導(dǎo)航設(shè)備。

　　

【正文】 運(yùn)行 Keilc51進(jìn)入編輯界面，如圖 。 圖 Keilc51 編輯界面 (2) 首先進(jìn)入菜單 project/new project 建立一個(gè)新工程，如圖 所示 。 圖 建立新工程 (3) 選擇要保存的路徑，輸入工程文件的名字，如圖 43所示。 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(hào)，如圖 。 圖 選擇單片機(jī)型號(hào) (5) 單擊“ Target 1”前面的“ +”號(hào)，然后在“ Source Group 1”上單擊右鍵，彈出如圖 。如還沒(méi)有源文件請(qǐng)先進(jìn)入菜單 File/New生成一個(gè) *.C格式的文件。 圖 加入源文件界面 33 (6) 進(jìn)行輸出文件設(shè)置，進(jìn)入菜單 project/options for target選擇 OUTPUT選項(xiàng)卡，勾選 Crest HEX File項(xiàng)，如圖 。 圖 輸出文件設(shè)置 (7) 程序編寫(xiě)完成后進(jìn)入菜單 Project/Build target編譯工程，如圖 。生成的*.HEX文件即可作為下載程序使用 [13]。 圖 生成 文件 基于單片機(jī)的 GPS 軟件設(shè)計(jì)思路 該 GPS 設(shè)計(jì)的核心部分是 GPS 接收模塊與單片機(jī)的通訊，以及單片機(jī)將收到的信息篩選編排顯示位置后送到 LCD 液晶 顯示 模塊 顯示 。 在設(shè)計(jì)該軟件時(shí)采用了模塊化的思想，之所以采用 模塊化的設(shè)計(jì)思想，主要是想到了 軟件模塊化后方便軟件的調(diào)試，同時(shí)也方便了該軟件的移植，在不同的硬件平臺(tái)上運(yùn) 34 行該軟件只需要更改相應(yīng)的軟件模塊就可以實(shí)現(xiàn)。該軟件 模塊設(shè)計(jì)分為 液晶模塊初始化模塊， GPS 數(shù)據(jù)接收模塊， 單片機(jī)模塊 這 三 個(gè)主要模塊。 其程序流程圖如圖 所示。 圖 軟件 程序流程圖 模塊軟件設(shè)計(jì) 液晶模塊初始化模塊 在該設(shè)計(jì)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)。 //擴(kuò)充指令操作 delay(5)。 35 Lcd_WriteCmd(0x30)。 //基本指令操作 delay(5)。 Lcd_WriteCmd(0x01)。 //清屏 delay(5)。 } void Lcd_WriteCmd(uchar cmd) { LCD_RS = 0。 LCD_RW = 0。 LCD_EN = 0。 _nop_()。 _nop_()。 P0 = cmd。 DelayNOP()。 LCD_EN = 1。 DelayNOP()。 LCD_EN = 0。 } void Lcd_WriteDat(uchar dat) { LCD_RS = 1。 LCD_RW = 0。 LCD_EN = 0。 P0 = dat。 DelayNOP()。 LCD_EN = 1。 36 DelayNOP()。 LCD_EN = 0。 } void Lcd_Init(void) { LCD_PSB = 1。 //并口方式 Lcd_WriteCmd(0x34)。 //擴(kuò)充指令操作 delay(5)。 Lcd_WriteCmd(0x30)。 //基本指令操作 delay(5)。 Lcd_WriteCmd(0x0C)。 //顯示開(kāi)，關(guān)光標(biāo) delay(5)。 Lcd_WriteCmd(0x01)。 //清除 LCD 的顯示內(nèi)容 delay(5)。 } void Lcd_SetPos(uchar X,uchar Y) { uchar pos。 if (X==0) {X=0x80。} else if (X==1) {X=0x90。} else if (X==2) {X=0x88。} else if (X==3) 37 {X=0x98。} pos = X+Y 。 Lcd_WriteCmd(pos)。 //顯示地址 } void Lcd_DispLine(uchar line, uchar pos, uchar *str) { int i = 0。 Lcd_SetPos(line, pos)。 while (str[i] != 39。\039。) { Lcd_WriteDat(str[i])。 i++。 } } GPS 數(shù)據(jù)接收模塊 首先要對(duì) GPS 接收模塊是否有信號(hào)發(fā)送給單片機(jī)進(jìn)行識(shí)別，而且由于 GPS 接收模塊發(fā)送出來(lái)的數(shù)據(jù)不是我們?nèi)啃枰?，所以有必要再?duì)語(yǔ)句進(jìn)行識(shí)別，然后取入我們所需要的語(yǔ)句 GPRMC。其識(shí)別程序如下： if (GPS_RMC_Parse(rev_buf, amp。GPS)) //解析 GPRMC { RMC_YES。 GPS_DisplayOne()。 //顯示 GPS 信息 error_num = 0。 gps_flag = 0。 rev_stop = 0。 } else 38 { error_num++。 if (error_num = 20) //如果數(shù)據(jù)無(wú)效超過(guò) 20 次 { RMC_NO。 error_num = 20。 GPS_Init()。 //返回初始化 } gps_flag = 0。 rev_stop = 0。 REV_NO。 } 程序代碼詳見(jiàn)附錄。 39 第五章 系統(tǒng)調(diào)試與實(shí)驗(yàn) 結(jié)果 完成了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)、制作和軟件編程之后，要使系統(tǒng)能夠按照設(shè)計(jì)意圖正常運(yùn)行，必須進(jìn)行硬件和軟件系統(tǒng)調(diào)試。 硬件調(diào)試 硬件調(diào)試的主要任務(wù)是排除硬件故障，其中包括設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤和工藝性故障等。 (1) 檢查所設(shè)計(jì)的硬件電路板所有的器件和引腳是否正確。 第一步，我用數(shù)字萬(wàn)用表進(jìn)行了逐一對(duì)點(diǎn)的檢查，檢查各導(dǎo)線(xiàn)間是否有短路與開(kāi)路的故障。 第二步測(cè)輸入 5V 電源（ 0V 地）線(xiàn)是否與電路中的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的電源（地）線(xiàn)相連接是否正確；及檢查開(kāi)關(guān)是否正常，是否連接正確。 測(cè)芯片管座與芯片管座之間用導(dǎo)線(xiàn)連接起來(lái)的對(duì)應(yīng)腳是否導(dǎo)通和截止。 (2) 將仿真插頭插入單片機(jī)插座進(jìn)行調(diào)試，檢查各接口是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的要求。 (3) 將程序代碼經(jīng)過(guò) Keil 軟件仿真生成的（ .hex）文件，用編程器將生成的文件導(dǎo)入單片機(jī) STC89C52 中。 (4) 將寫(xiě)入程序的單片機(jī)插入硬件電路單片機(jī)管座，查看液晶顯示器 12864 顯示 結(jié)果是否符合設(shè)計(jì)要求。 軟件調(diào)試 軟件調(diào)試的任務(wù)是利用開(kāi)發(fā)工具進(jìn)行在線(xiàn)仿真調(diào)試，發(fā)現(xiàn)和糾正程序的錯(cuò)誤，同時(shí)也能發(fā)現(xiàn)硬件的故障。軟件 調(diào)試是一個(gè)模塊一個(gè)模塊進(jìn)行的，首先單獨(dú)調(diào)試各子程序是否能夠按照預(yù)期的功能，接口電路的控制是否正常，最后調(diào)試整個(gè)程序，尤其注意的是各模塊間能否正確的傳遞參數(shù)。 (1) 檢查 OLED 液晶顯示模塊程序，觀察在液晶顯示器上是否能夠顯示相應(yīng)的字符。 (2) 檢查 GPS 模塊程序，通過(guò)觀察 OLED 液晶顯示情況理解 GPS 信號(hào) 接收狀況。 (3) 通過(guò) GPS 模塊程序和 OLED 液晶顯示模塊程序的結(jié)合， 觀察 OLED 液晶顯示器上的 GPS 顯示信息。 40 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 經(jīng)過(guò)軟件 部分 和硬件部分的調(diào)試，最后實(shí)現(xiàn)了其功能 。 GPS 初始化如圖 所示。 圖 GPS 初始化 時(shí)間、經(jīng)緯度顯示結(jié)果如圖 所示。 圖 時(shí)間、經(jīng)緯度顯示結(jié)果 41 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 圖 52 所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是我在合肥學(xué)院竹苑 A 座 419 寢室測(cè)試的結(jié)果。谷歌地圖顯示這個(gè)位置的經(jīng)緯度如圖 所示。 圖 谷歌 地圖 顯示結(jié)果 GPS 定位顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)所測(cè)量出來(lái)的結(jié)果中，時(shí)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。谷歌地圖上顯示的結(jié)果是北緯 度，東經(jīng) 度。經(jīng)過(guò)單位換算可 知，谷歌地圖顯示的結(jié)果是北緯 31 度 45 分 18 秒，東經(jīng) 117 度 15 分 10 秒。 由于我所選用的 GPS 接收模塊的版本比較低，而且在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有其他 因素 干擾，比如天氣方面和電離層的影響， 以及在谷歌地圖上點(diǎn)選的位置有誤差，最終使得我所測(cè)量的結(jié)果與谷歌地圖之間有 些許 誤差，但是誤差是能夠被接受的， 因此，本次 試驗(yàn)結(jié)果是可靠、有效的，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。 42 第 六 章 總結(jié) 隨著 GPS 的應(yīng)用越來(lái)越廣泛， GPS 設(shè)備普及速度也將大大加快，在我們國(guó)內(nèi) GPS產(chǎn)業(yè)才剛剛起步， GPS 產(chǎn)業(yè)的興起勢(shì)必也將大大的推進(jìn) GPS 在民間的應(yīng)用。 GPS 已在各個(gè)領(lǐng) 域發(fā)揮了重要的作用，為促進(jìn)人類(lèi)發(fā)展作出了不可估量的貢獻(xiàn)。 不過(guò)由于專(zhuān)業(yè) GPS 設(shè)備價(jià)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(gè) 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(shí)用不到的專(zhuān)業(yè)功能，保留一些基本的實(shí)用功能，以加快 GPS 在民間普及的速度。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，主要是了解 GPS 的原理，熟悉 GPS 接收機(jī)的工作原理及其各部分工作流程。 GPS 信號(hào)處理模塊由 SiRF Star II 實(shí)現(xiàn)，通過(guò) SiRF Star II 與 MCS51 兼容系列單片機(jī)相連，配備了所需的外圍電路 ，同時(shí)配有液晶顯示器，可以顯示字符，并詳細(xì)介紹了該 GPS 接收機(jī)的硬件和軟件設(shè)計(jì)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是本科學(xué)習(xí)階段一次非常重要的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)，通過(guò)本次比較完整的設(shè)計(jì)，我擺脫了單純的理論知識(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài)，通過(guò)理論和實(shí)際相結(jié)合，鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力，以及解決實(shí)際工程的能力，同時(shí)也提高了我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)規(guī)范以及繪圖的水平，而且通過(guò)對(duì)整體的掌控，對(duì)局部的取舍，以及對(duì)細(xì)節(jié)的斟酌處理，都能使我的能力得到提升，經(jīng)驗(yàn)得到豐富。 順利如期的完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)給了我很大的信心，讓我了解專(zhuān)業(yè)知識(shí)的同時(shí)也對(duì)本設(shè) 計(jì)的發(fā)展前景充滿(mǎn) 信心 。提高是有限的但也是全面的，正是這一次設(shè)計(jì)讓我積累了無(wú)數(shù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，使我的頭腦更好地被知識(shí)武裝起來(lái)，讓我在未來(lái)的工作學(xué)習(xí)中有更好的應(yīng)變能力，更強(qiáng)的溝通力和理解力。 由于水平有限和時(shí)間問(wèn)題，有許多不足。 本設(shè)計(jì)只是 GPS 入門(mén)級(jí)的設(shè)計(jì)，不能滿(mǎn)足現(xiàn)在市場(chǎng)上日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，實(shí)用性還有待提高，功能也有待完善。 總之，在做這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，既復(fù)習(xí)了已學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，又學(xué)到了實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，是我人生中一次難得的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，更是對(duì)自己綜合能力的考驗(yàn)和提高。 43 致謝 本課題是在石長(zhǎng)華 老師的悉心指導(dǎo)下完成的，論文從選題到寫(xiě)作及最后成稿， 石長(zhǎng)華老 師都給予了我精心的指導(dǎo)和極大的幫助。 石 老師淵博的科學(xué)知識(shí)、遠(yuǎn)見(jiàn)卓識(shí)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(shí) 石 老師隨和的性格更讓我感到親切。 在設(shè)計(jì)階段 ， 石 老師在資料搜集、程序調(diào)試、論文寫(xiě)作等方面都給予我嚴(yán)格的要求和關(guān)鍵性的指導(dǎo)，在此衷心感謝 幾 個(gè)月來(lái) 石 老師對(duì)我的關(guān)心和指導(dǎo)。 感謝 電子系 所有老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間為我們提供良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。 此外，我還要對(duì)在這次設(shè)計(jì)中，幫助和支 持我的同學(xué)，表示感謝！ 朱建民 2020 年 11 月于 景德鎮(zhèn) 學(xué)院 44 參考文獻(xiàn) [1] 劉基余 .GPS 衛(wèi)星導(dǎo)航定位原理與方法 [M]， 北京：科學(xué)出版社， 2020. [2] 劉基余，李征航 .全球定位系統(tǒng)原理及其應(yīng)用 [M]， 北京：測(cè)繪出版社， 1993. [3] 王惠南 .GPS 導(dǎo)航原理與應(yīng)用 [M]， 北京：科學(xué)出版社， 2020. [4] 潘永雄 .新編單片機(jī)原理與應(yīng)用 [M]， 西安：西安電子科技大學(xué)出版社， 2020. [5] 張鵬 .單片機(jī)原理及應(yīng)用 [M]， 成都：電子科技大學(xué)出版社， 2020. [6] 張立科 .單片機(jī)典型模塊設(shè)計(jì)實(shí)例導(dǎo)航 [M]， 北京：人民郵電出版社， 2020. [7] 余錫存，曹?chē)?guó)華 .單片機(jī)原理及接口技術(shù) [M]， 西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2020. [8] 劉曉 ， 伍小東 ， 姚軍光 ， 等 .基于單片機(jī)采集 GPS 數(shù)據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [J]， 青島科技大學(xué)學(xué)報(bào) ， 202