【導(dǎo)讀】性的導(dǎo)航定位、定時(shí)、測速優(yōu)勢必然會(huì)在諸多領(lǐng)域中得到越來越廣泛的應(yīng)用。系統(tǒng)在實(shí)際生活中被廣泛應(yīng)用，是當(dāng)今信息時(shí)代發(fā)展中的重要組成部分。因其具有性能好、精度高、應(yīng)用廣的特點(diǎn)，使其成為了迄今最好的導(dǎo)航定位系統(tǒng)。本課題具體要求如下：。成不少于3000字的外文翻譯；本設(shè)計(jì)采用GPS模塊，基于單片機(jī)STC89C52來實(shí)現(xiàn)GPS. GPS定位的基本原理是根據(jù)高速運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)，采用空間。距離后方交會(huì)的方法，確定待測點(diǎn)的位置。液晶顯示屏上顯示時(shí)間，經(jīng)緯度等信息，就證明該系統(tǒng)能夠正常工作，可以滿足課題的要求。

　　

【正文】 ， E=“H→L” ， DB7—DB0的數(shù)據(jù)被寫到 IR 或 DR 6 E(SCLK) H/L 使能信號 7 DB0 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 8 DB1 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 9 DB2 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 10 DB3 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 11 DB4 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 12 DB5 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 13 DB6 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 14 DB7 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 15 PSB H/L H： 8 位或 4 位并口方式， L:串口方式 16 NC 空腳 17 /RESET H/L 復(fù)位端，低電平有效（見注釋 1） 18 VOUT LCD 驅(qū)動(dòng)電壓輸出端 19 A VDD 背光源正端（見注釋 2） 10 K VSS 背光源負(fù)端（見注釋 3） *注釋 1：如在實(shí)際應(yīng)用中僅使用并口通訊模式，可將 FSB 接固定高電平，也可將模塊上的 J8 和 “VCC”用焊錫短接。 *注釋 2:模塊內(nèi)部接有上電復(fù)位電路，因此在不需要經(jīng)常復(fù)位的場合可將該端懸空。 *注釋 3：如背光和模塊共用一個(gè)電源，可以將模塊上的 JA、 JK 用焊錫短接。 GPS 接收模塊 GPS 接收模塊是接收機(jī)的關(guān)鍵部分，而且型號很多，功能各異，一般組成結(jié)構(gòu)主要由低噪聲下變 頻器、并行信號通道、 CPU、存儲(chǔ)器等組成。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁 共 50 頁 圖 GPS 接收模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu) GPS 接收模塊通過它的接收天線獲取衛(wèi)星信號，經(jīng)過變頻、放大、濾波、相關(guān)、混頻等一系列處理，可以實(shí)現(xiàn)對天線視界內(nèi)衛(wèi)星的跟蹤、鎖定和測量。在獲取了衛(wèi)星的位置信息和測算出衛(wèi)星信號傳播時(shí)間之后，即可計(jì)算出天線的位置。用戶通過輸入輸出接口，與 GPS接收模塊進(jìn)行信息交換，功能。 圖 GPS 模塊實(shí)物 上圖為 GPS 模塊電路， TXD 腳和 RXD 腳分別為串口接收和發(fā)送腳， GPS 衛(wèi)星接收下來的數(shù)據(jù)就 是通過腳輸出的，我們到時(shí)候也是從這兩個(gè)腳來解析數(shù)據(jù)，獲得地理信息。這兩個(gè)腳分別單片機(jī)的發(fā)送和接收腳相連。發(fā)光管 D1 為 GPS 模塊的電源指示燈，通電常亮。D2 為信號指示燈，接收到衛(wèi)星開始閃爍，我們通過 D3 可以判斷 GPS 模塊當(dāng)前的工作狀態(tài)。低噪聲下變頻器 前置放大 本 振 并 行信號通道 CPU I/O 端口 RAM ROM 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁 共 50 頁 由于 GPS 模塊從衛(wèi)星上收到的數(shù)據(jù)量很大，他要進(jìn)行大量計(jì)算操作，因此，一些數(shù)據(jù)要進(jìn)行保存，所以我們得給模塊提供電源，電源電壓為 5V,和單片機(jī)供電電壓一樣，為 GPS 模塊提供能夠工作的電量。 GND 接地。最左上腳連接天線，外置的天線長達(dá) 4 米，可以讓使用者在室內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)，把天線拖在窗外即 可接收。 表 GPS 模塊性能 模塊性能 芯片 MT3333 頻率 GPS,GAULEO,QZSS:LI ,C/A code BEIDOU:B1 協(xié)議 NMEA 0183 可用波特率 1200,4800,9600,19200,38400,57600,112500 bps 通道 Support 99channeis(33 Tracking,99 Acquisition) 靈敏度 跟蹤： 165 米 捕捉： 148 米 冷啟動(dòng) 平均 33 秒 溫啟動(dòng) 平均 30 秒 熱啟動(dòng) 平均 1 秒 精度 m[Autonomous] [50%] 3m[SBAS] 最大高度 18000 米 最大速度 515m/s 最大加速度 ≤4G 更新頻率 110Hz 其中接收 全球定位系統(tǒng) 接收器類型 20 個(gè)頻道， L1 的頻率， 芯片速度， C / A碼 ；芯片類 型為 MT3333； 水平定位精度 ， (WAAS)，（ 50 % ， 24 小時(shí)靜態(tài)的， 130dbm ） 。ttff （時(shí)間先定）熱起動(dòng) 1S 的（ 50 % ， 130dbm ，自動(dòng)的）的熱啟動(dòng)，暖啟動(dòng) 30s，冷啟動(dòng) :33s。敏度跟蹤 165dbm。動(dòng)態(tài)條件 海拔高度 萬米（ 60,000 英尺） 。速度 515 米 /秒（ 1000 海里），加速度 4g。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁 共 50 頁 4. 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)格式和輸入輸出語句 NMEA01831 格式 也就 是美國國家 的 海洋電子協(xié)會(huì)（ National Marine Electronics Association ）為海用電子設(shè)備 所 制定的 一套 標(biāo)準(zhǔn)格式。他是 建立 在過去 0183 和 0182 海用電子設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)格式的基礎(chǔ)上， 進(jìn)而 增加了 GPS 接收機(jī)輸出 部分 的內(nèi)容而完成。目前廣泛采用的 版本 是 版本。 目前 除了 早期 少數(shù)的 GPS 接收機(jī) 之 外，幾乎 現(xiàn)在 所有的 GPS接收機(jī) 都 采用了這一格式 標(biāo)準(zhǔn) 。 這個(gè) 協(xié)議是為了 將不同的 GPS 導(dǎo)航設(shè)備建立成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)RTCM 標(biāo)準(zhǔn)。其格式廣泛的使用，使 GPS 接收機(jī)模塊的互換性與通用性得到很大的提 高。目前， GPS 導(dǎo)航設(shè)備已使用統(tǒng)一的 RTCM 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。 RTCM 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的格式輸出 語句 所 采用的是 ASCII 字符碼，包含了經(jīng)度、 緯度、 日期、速度、航向以及衛(wèi)星信號 等信息。 它的 串口通信參數(shù) 值默認(rèn) 為：數(shù)據(jù)位 =8bit, 波特率=9600bps； 開始位 =1bit,沒有 奇偶校驗(yàn)位。 幀格式形 式 如 下 ： $aaccc,ddd,ddd,…,ddd*hhCRLF “$”——幀命令起始位； aaccc——地址域，前兩位為識(shí)別符，后三位為語句名； ddd…ddd ——數(shù)據(jù)； “*”——校驗(yàn)和 前綴； hh——校驗(yàn)和（ check sum）， $與 *之間所有 字符 ASCII 碼的校驗(yàn)和（各 字節(jié) 做異或運(yùn)算，得到校驗(yàn)和后，再轉(zhuǎn)換 16 進(jìn)制格式的 ASCII 字符）； CRLF——CR（ Carriage Return） + LF（ Line Feed）幀結(jié)束，回車和換行。 ㈠ 輸入語句 NMEA0183 輸入語句是指 GPS 接收模塊可以接收的的語句。輸入語句包括初始位置，時(shí)間，秒脈沖狀態(tài)，差分模式， NMEA 輸出間隔等設(shè)置信息。這些語句是 GPS 接收機(jī)可以接收的語句。一般情況下初始化信息語句為 PGRMI. $GPRMI， 1,2,3,4,5,6,7*hhCRLF 1緯度 (度分 )格式（前面的 0 也將被傳輸）； 2經(jīng)度半球 N（北半球）或 S(南半球 )； 3經(jīng)度 （度分）格式（前面的 0 也將被傳輸）； 4經(jīng)度半球 E（東經(jīng)）或 W（西經(jīng)）； 5UTC 日期， ddmmyy（日月年）格式； 6UTC 時(shí)間， hhmmss（時(shí)分秒）格式； 7接收機(jī)命令， A=自動(dòng)定位， R=機(jī)器重新啟動(dòng)。 ㈡ 輸出語句 SiRF StarII 的輸出語句有十余種 ,其主要語句有 GPALM（歷書數(shù)據(jù)）、 GPGGA(GPS 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù) ,定位數(shù)據(jù) )、 GPGSV（衛(wèi)星狀態(tài)）、 GPGSA、 GPRMC、 GPVTG、 PGRME、 PGRMF、 PGRMT、 PGRMV（ GARMIN 定義的語句 ,3D 速度信息）、 LCGLL、 LCVTG（ NMEA 標(biāo)準(zhǔn)語句）等?？赏ㄟ^ GPS 串口調(diào)試軟件發(fā)送相應(yīng)的命令語句給 SiRF Star II 芯片，此后芯片會(huì)根據(jù)命令語句設(shè)置參數(shù) 幾種常用的數(shù)據(jù)格式如下： (1)GPS 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)（ GFGGA），其結(jié)構(gòu)為： $GPGGA,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14*15CRLF 1UTC 時(shí)間，格式為 ； 2緯度，格式為 （前導(dǎo)位數(shù)不足則補(bǔ) 0）； 3緯度半球， N 或 S（北緯或南緯）； 4經(jīng)度，格式為 （前導(dǎo)位數(shù)不足則補(bǔ) 0）； 5經(jīng)度半球， E 或 W（東經(jīng)或西經(jīng)）； 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁 共 50 頁 6定位質(zhì)量指示， 0=定位無效， 1=定位有效； 7使用衛(wèi)星數(shù)量，從 00 到 12（前導(dǎo)位數(shù)不足則補(bǔ) 0）； 8水平精確度， 到 ； 9天線離海平面的高度， 到 米； 10高度單位， M 表示單位米； 11大地橢球面相對海平面的高度， 到 米； 12高度單位， M 表示單位米 13差分 GPS 數(shù)據(jù)期限（ RTCM SC104），最后設(shè)立 RTCM 傳送的秒數(shù)量； 14差分參考基站標(biāo)號，從 0000 到 1023（前導(dǎo)位數(shù)不足則補(bǔ) 0）； 15校驗(yàn)和。 （ 2）可視衛(wèi)星狀態(tài)輸出語句（ GPGSV），其結(jié)構(gòu)為： $GPGSV,1,2,3,4,5,6,7,...,4,5,6,7*8CRLF 1總的 GSV 語句電文數(shù)； 2當(dāng)前 GSV 語句號； 3可視衛(wèi)星總數(shù)， 00 至 12； 4衛(wèi)星編號， 01 至 32； 5衛(wèi)星仰角， 00 至 90 度； 6衛(wèi)星方位角， 000 至 359 度 ,實(shí)際值； 7信噪比（ C/No）， 00 至 99dB；無表未接收到訊號； 8校驗(yàn)和。 （ 3）推薦最小 GPS/TRANSIT 數(shù)據(jù)（ GPRMC），其結(jié)構(gòu)為： $GPRMC,1,2,2,4,5,6,7,8,9,10,11， 12*hhCRLF 其中 “GP”為交談識(shí)別符 ； “RMC”為語句識(shí)別符； “hh”為校驗(yàn)和，其代表了 “$”與 “*”之間所有字符的按位異或值（不包括這兩個(gè)字符）。 $GPRMC 語句數(shù)據(jù)區(qū)的內(nèi)容為： 1定位點(diǎn)的協(xié)調(diào)世界時(shí)間（ UTC）， hhmmss（時(shí)分秒）格式； 2定位狀態(tài)， A＝有效定位， V＝無效定位； 3定位點(diǎn)緯度， （度分）格式； 4緯度半球， N（北半球）或 S（南半球）； 5定位點(diǎn)經(jīng)度， （度分）格式 。 6經(jīng)度半球， E（東經(jīng)）或 W（西經(jīng)）； 7地面速率， ～ 節(jié)； 8地 面航向， ～ 度； 9UTC 日期， ddmmyy（日月年）格式； 10磁偏角， ～ 180 度； 11磁偏角方向， E（東）或 W（西）； 12工作模式： A=自主， D=差分， E=評估， N=數(shù)據(jù)無效 。 GPS 定位系統(tǒng)軟件開發(fā)環(huán)境 ㈠ 8051 開發(fā)工具 Keil uVision2是美國 Keil Software公司出品的 51系列兼容單片機(jī) C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，使用接近于傳統(tǒng) C 語言的語法來開發(fā)，與匯編相比， C 語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上 有明顯的優(yōu)勢，它還能嵌入?yún)R編，您可以在關(guān)鍵的位置嵌入。 KeilC51 標(biāo)準(zhǔn) C 編譯器為 8051 微控制器的軟件開發(fā)提供了 C 語言環(huán)境 ,同時(shí)保留了匯編代碼高效 ,快速的特點(diǎn)。 C51 編譯器功能的不斷增強(qiáng)，使我們可以更加貼近 CPU 本身及其他的衍生品。 C51 已被完全集成到 uVision2 的集成開發(fā)環(huán)境中，這個(gè)集成開發(fā)環(huán)境包括：編陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁 共 50 頁 譯器，匯編器，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，項(xiàng)目管理器，調(diào)試器。 uVision2 IDE 可為它們提供單一而靈活的開發(fā)環(huán)境。 Keil uVision2 與同類開發(fā)環(huán)境具有以下優(yōu)點(diǎn)： (1)真正的集成調(diào)試環(huán)境 ,集成了 編緝器、編譯器、調(diào)試器； (2)眾多強(qiáng)大軟硬件調(diào)試手段 ,包括邏輯分析儀、跟蹤器、邏輯筆、波形發(fā)生器、影子存儲(chǔ)器、記時(shí)器、程序時(shí)效分析、數(shù)據(jù)時(shí)效分析、硬件測試儀、事件觸發(fā)器； (3)所有類型的單片機(jī)集成在一個(gè)調(diào)試環(huán)境下支持匯編、 C、 PL/M 源程序混合調(diào)試； (4)支持軟件模擬，支持項(xiàng)目管理； (5)支持點(diǎn)屏功能 ,直接點(diǎn)擊屏幕就可以觀察變量的值 ,方便快捷； (6)功能強(qiáng)大的觀察窗口 ,支持所有的數(shù)據(jù)類型； (7)樹狀結(jié)構(gòu)顯示，一目了然； (8)在線直接修改、編譯、調(diào)試源程序，錯(cuò)誤指令定位。 ㈡ uVision2 集成開發(fā)環(huán)境 ⑴ 項(xiàng)目管理 工程（ project）是由源文件、開發(fā)工具選項(xiàng)以及編程說明三部分組成的。一個(gè)單一的uVision2 工程能夠產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)程序。產(chǎn)生目標(biāo)程序的源文件構(gòu)成 “組 ”。開發(fā)工具選項(xiàng)可以對應(yīng)目標(biāo)，組或單個(gè)文件。 uVision2 包含一個(gè)器件數(shù)據(jù)庫 (device database)，可以自動(dòng)設(shè)置匯編器、編譯器、連接定位器及調(diào)試器選項(xiàng)，來滿足用戶充分利用特定 微控制器的要求。此數(shù)據(jù)庫包含：片上存儲(chǔ)器和外圍設(shè)備 的信息，擴(kuò)展數(shù)據(jù)指針 (extra data pointer)或者加速器 (mathaccelerator)的特性。uVision2 可以為片外存儲(chǔ)器產(chǎn)生必要的連接選項(xiàng)：確定起始地址和規(guī)模。 ⑵ 集成功能 uVision2 的強(qiáng)大功能有助于用戶按期完工。集成源極瀏覽器利用符號數(shù)據(jù)庫使用戶可以快速瀏覽源文件。用詳細(xì)的符號信息來優(yōu)化用戶變數(shù)存儲(chǔ)器； 文件尋找功能：在