【導讀】據(jù)我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文（設。計）不包含其他個人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。有權(quán)將論文（設計）用于非贏利目的的少量復制并允許論。文（設計）進入學校圖書館被查閱。保密的論文（設計）在解密后適用本規(guī)定。論文正文字數(shù)不少于萬字。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準用徒手畫。因其具有性能好、精度高、應用廣的特點，使其成為了迄今為止最好的定位導航系。GPS實時顯示功能的實現(xiàn)。分別從硬件設計和軟件設計等方面對其作了詳細的闡述，并。系統(tǒng)是根據(jù)GPS模塊數(shù)據(jù)輸出基本原理設計而成的。它是一臺體積小巧、攜帶方便、可以獨立使用的全天候?qū)崟r的定位導航設備。

　　

【正文】 運行 Keilc51進入編輯界面，如圖 。 圖 Keilc51 編輯界面 (2) 首先進入菜單 project/new project 建立一個新工程，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 選擇相應的型號，如圖 。 圖 選擇單片機型號 (5) 單擊“ Target 1”前面的“ +”號，然后在“ Source Group 1”上單擊右鍵，彈出如圖 。如還沒有源文件請先進入菜單 File/New生成一個 *.C格式的文件。 圖 加入源文件界面 33 (6) 進行輸出文件設置，進入菜單 project/options for target選擇 OUTPUT選項卡，勾選 Crest HEX File項，如圖 。 圖 輸出文件設置 (7) 程序編寫完成后進入菜單 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 基于單片機的 GPS 軟件設計思路 該 GPS 設計的核心部分是 GPS 接收模塊與單片機的通訊，以及單片機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 。 在設計該軟件時采用了模塊化的思想，之所以采用 模塊化的設計思想，主要是想到了 軟件模塊化后方便軟件的調(diào)試，同時也方便了該軟件的移植，在不同的硬件平臺上運 34 行該軟件只需要更改相應的軟件模塊就可以實現(xiàn)。該軟件 模塊設計分為 液晶模塊初始化模塊， GPS 數(shù)據(jù)接收模塊， 單片機模塊 這 三 個主要模塊。 其程序流程圖如圖 所示。 圖 軟件 程序流程圖 模塊軟件設計 液晶模塊初始化模塊 在該設計中所使用的是 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)。 //擴充指令操作 delay(5)。 Lcd_WriteCmd(0x30)。 //基本指令操作 delay(5)。 Lcd_WriteCmd(0x0C)。 //顯示開，關光標 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 GPS 接收模塊是否有信號發(fā)送給單片機進行識別，而且由于 GPS 接收模塊發(fā)送出來的數(shù)據(jù)不是我們?nèi)啃枰模杂斜匾賹φZ句進行識別，然后取入我們所需要的語句 GPRMC。其識別程序如下： 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)無效超過 20 次 { RMC_NO。 error_num = 20。 GPS_Init()。 //返回初始化 } gps_flag = 0。 rev_stop = 0。 REV_NO。 } 程序代碼詳見附錄。 39 第五章 系統(tǒng)調(diào)試與實驗 結(jié)果 完成了系統(tǒng)的硬件設計、制作和軟件編程之后，要使系統(tǒng)能夠按照設計意圖正常運行，必須進行硬件和軟件系統(tǒng)調(diào)試。 硬件調(diào)試 硬件調(diào)試的主要任務是排除硬件故障，其中包括設計的錯誤和工藝性故障等。 (1) 檢查所設計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)字萬用表進行了逐一對點的檢查，檢查各導線間是否有短路與開路的故障。 第二步測輸入 5V 電源（ 0V 地）線是否與電路中的對應點的電源（地）線相連接是否正確；及檢查開關是否正常，是否連接正確。 測芯片管座與芯片管座之間用導線連接起來的對應腳是否導通和截止。 (2) 將仿真插頭插入單片機插座進行調(diào)試，檢查各接口是否滿足設計的要求。 (3) 將程序代碼經(jīng)過 Keil 軟件仿真生成的（ .hex）文件，用編程器將生成的文件導入單片機 STC89C52 中。 (4) 將寫入程序的單片機插入硬件電路單片機管座，查看液晶顯示器 12864 顯示 結(jié)果是否符合設計要求。 軟件調(diào)試 軟件調(diào)試的任務是利用開發(fā)工具進行在線仿真調(diào)試，發(fā)現(xiàn)和糾正程序的錯誤，同時也能發(fā)現(xiàn)硬件的故障。軟件 調(diào)試是一個模塊一個模塊進行的，首先單獨調(diào)試各子程序是否能夠按照預期的功能，接口電路的控制是否正常，最后調(diào)試整個程序，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的字符。 (2) 檢查 GPS 模塊程序，通過觀察 OLED 液晶顯示情況理解 GPS 信號 接收狀況。 (3) 通過 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 實驗結(jié)果 經(jīng)過軟件 部分 和硬件部分的調(diào)試，最后實現(xiàn)了其功能 。 GPS 初始化如圖 所示。 圖 GPS 初始化 時間、經(jīng)緯度顯示結(jié)果如圖 所示。 圖 時間、經(jīng)緯度顯示結(jié)果 41 實驗結(jié)果分析 圖 52 所示的實驗結(jié)果是我在合肥學院竹苑 A 座 419 寢室測試的結(jié)果。谷歌地圖顯示這個位置的經(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)設計所測量出來的結(jié)果中，時間是很精確的，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，而且在實驗過程中有其他 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選的位置有誤差，最終使得我所測量的結(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 試驗結(jié)果是可靠、有效的，滿足設計要求。 42 第 六 章 總結(jié) 隨著 GPS 的應用越來越廣泛， GPS 設備普及速度也將大大加快，在我們國內(nèi) GPS產(chǎn)業(yè)才剛剛起步， GPS 產(chǎn)業(yè)的興起勢必也將大大的推進 GPS 在民間的應用。 GPS 已在各個領 域發(fā)揮了重要的作用，為促進人類發(fā)展作出了不可估量的貢獻。 不過由于專業(yè) GPS 設備價格昂貴，普通消費者難以承受，所以也限制了 GPS 在民間的大量應用，現(xiàn)在各個 GPS 廠商的當務之急便是降低 GPS 的制造成本，削減一些普通消費者平時用不到的專業(yè)功能，保留一些基本的實用功能，以加快 GPS 在民間普及的速度。 本次畢業(yè)設計，主要是了解 GPS 的原理，熟悉 GPS 接收機的工作原理及其各部分工作流程。 GPS 信號處理模塊由 SiRF Star II 實現(xiàn)，通過 SiRF Star II 與 MCS51 兼容系列單片機相連，配備了所需的外圍電路 ，同時配有液晶顯示器，可以顯示字符，并詳細介紹了該 GPS 接收機的硬件和軟件設計。 畢業(yè)設計是本科學習階段一次非常重要的理論與實際相結(jié)合的機會，通過本次比較完整的設計，我擺脫了單純的理論知識學習狀態(tài)，通過理論和實際相結(jié)合，鍛煉了我的綜合運用所學知識的能力，以及解決實際工程的能力，同時也提高了我查閱文獻資料、設計手冊、設計規(guī)范以及繪圖的水平，而且通過對整體的掌控，對局部的取舍，以及對細節(jié)的斟酌處理，都能使我的能力得到提升，經(jīng)驗得到豐富。 順利如期的完成本次畢業(yè)設計給了我很大的信心，讓我了解專業(yè)知識的同時也對本設 計的發(fā)展前景充滿 信心 。提高是有限的但也是全面的，正是這一次設計讓我積累了無數(shù)實際經(jīng)驗，使我的頭腦更好地被知識武裝起來，讓我在未來的工作學習中有更好的應變能力，更強的溝通力和理解力。 由于水平有限和時間問題，有許多不足。 本設計只是 GPS 入門級的設計，不能滿足現(xiàn)在市場上日益激烈的競爭環(huán)境，實用性還有待提高，功能也有待完善。 總之，在做這次畢業(yè)設計的過程中，既復習了已學的專業(yè)知識，又學到了實際經(jīng)驗，是我人生中一次難得的學習經(jīng)歷，更是對自己綜合能力的考驗和提高。 43 致謝 本課題是在石長華 老師的悉心指導下完成的，論文從選題到寫作及最后成稿， 石長華老 師都給予了我精心的指導和極大的幫助。 石 老師淵博的科學知識、遠見卓識的科學創(chuàng)新和嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度 給了我深遠的影響 ， 同時 石 老師隨和的性格更讓我感到親切。 在設計階段 ， 石 老師在資料搜集、程序調(diào)試、論文寫作等方面都給予我嚴格的要求和關鍵性的指導，在此衷心感謝 幾 個月來 石 老師對我的關心和指導。 感謝 電子系 所有老師在畢業(yè)設計期間為我們提供良好的實驗環(huán)境。 此外，我還要對在這次設計中，幫助和支 持我的同學，表示感謝！ 朱建民 2020 年 11 月于 景德鎮(zhèn) 學院 44 參考文獻 [1] 劉基余 .GPS 衛(wèi)星導航定位原理與方法 [M]， 北京：科學出版社， 2020. [2] 劉基余，李征航 .全球定位系統(tǒng)原理及其應用 [M]， 北京：測繪出版社， 1993. [3] 王惠南 .GPS 導航原理與應用 [M]， 北京：科學出版社， 2020. [4] 潘永雄 .新編單片機原理與應用 [M]， 西安：西安電子科技大學出版社， 2020. [5] 張鵬 .單片機原理及應用 [M]， 成都：電子科技大學出版社， 2020. [6] 張立科 .單片機典型模塊設計實例導航 [M]， 北京：人民郵電出版社， 2020. [7] 余錫存，曹國華 .單片機原理及接口技術 [M]， 西安：西安電子科技大學出版社，2020. [8] 劉曉 ， 伍小東 ， 姚軍光 ， 等 .基于單片機采集 GPS 數(shù)據(jù)系統(tǒng)的設計 [J]， 青島科技大學學報 ， 202