【導讀】GPS作為最先進的空間定位技術，在社會建設中發(fā)揮了重要的作用。在硬件方面，采用了GPS25-LVS. 作為衛(wèi)星信息接收器；控制器選用AT89C52單片機，以串口方式1接收GPS信息；設計了由7段共陽LED組成的顯示器。對內存中的信息存放地址進行了分配，并編制控制程序。實現(xiàn)了LED顯示器輪流顯示實時時間、緯度、經度。該系統(tǒng)的時間為原子鐘時間，因此非常精確。能滿足一般應用項目的使用。GPS系統(tǒng)的基本定位原理是：每顆GPS衛(wèi)星時刻發(fā)布其位置和時間數(shù)據(jù)信號，同時收集至少4顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)時，就可以算出三。系統(tǒng)，可實現(xiàn)全球范圍內的實時導航和定位。作衛(wèi)星，3顆備用衛(wèi)星，均勻分布在6個軌道上。GPS衛(wèi)星的主體呈圓柱。定向，以保證衛(wèi)星正常工作用電。每顆衛(wèi)星帶有四臺高精度原子鐘，其中2臺為銣。鐘，2臺為銫鐘。GPS衛(wèi)星上設有微處理機，可以進行必要的數(shù)據(jù)處理工作，它主要。過高精度衛(wèi)星鐘向用戶提供精密的時間標準。地面監(jiān)控部分由5個地面站組成。1個主控站，其位于美國本土科羅拉多斯平

　　

【正文】 MOV 5EH,B MOV 7FH,5FH 。將收到數(shù)據(jù)移入顯示單元 MOV 7EH,5EH MOV 7DH,5DH MOV 7CH,5CH MOV 7BH,5BH MOV 7AH,5AH MOV 79H,0AH MOV 78H,0AH MOV 77H,58H MOV 76H,57H MOV 75H,0AH MOV 74H,56H MOV 73H,55H MOV 72H,0AH MOV 71H,0AH MOV 70H,0CH MOV 6FH,4CH MOV 6EH,4BH MOV 6DH,4AH簡易型 GPS 定位信息顯示系統(tǒng)的設計27 MOV 6CH,0AH MOV 6BH,49H MOV 6AH,48H MOV 69H,0AH MOV 68H,0BH MOV R3,20H MOV R0,5FH MOV 20H,00H LJMP INTSOUTEND從 GARMIN 公司網上下載 GPS25LVS 系列產品應用軟件（文件名為 gpscfg） ，設置時選擇 PC 機的串口 1（COM1）或串口 2（COM2）與 OEM 板的串口 1 進行連接，設置內容主要是 OEM 板的通信波特率及輸出語句。本設計選擇 4800 波特率，選擇GPGGA 單語句輸出。第八篇 硬件和軟件綜合調試及性能分析簡易型 GPS 定位信息顯示系統(tǒng)的設計28第一章 硬件和軟件綜合調試單片機應用系統(tǒng)的硬件調試和軟件調試是分不開的，許多硬件故障是在調試軟件時才發(fā)現(xiàn)的。但通常是先排除系統(tǒng)中明顯的硬件故障后才和軟件結合起來調試。常見的硬件故障：（一）邏輯錯誤樣機硬件的邏輯錯誤是由于設計錯誤和加工過程中的工藝性錯誤所造成的。這類錯誤包括：錯線、開路、短路、相位錯等幾種，其中短路是最常見的故障。在印刷電路板布線密度高的情況下，很容易因工藝原因造成短路。（二）元器件件失效元器件失效的原因有兩個方面：一是器件本身已損壞或性能不能符合要求；二是由于組裝錯誤造成的元器件失效，如電解電容、二極管的極性錯誤，集成塊安裝方向錯誤等。（三）可靠性差引起系統(tǒng)不可靠的因素很多，如金屬化孔、接插件接觸不良會造成系統(tǒng)時好時壞，經不起振動；內部和外部的干擾、電源紋波系數(shù)過大、器件負載系數(shù)過大等造成邏輯電平不穩(wěn)定；另外，走線和布局的不合理等也會引起系統(tǒng)可靠性差。（四）電源故障若樣機中存在電源故障，則加電后將造成器件損壞。電源的故障包括：電壓值不符合設計要求，電源引出線和插座不對應，電源功率不足、負載能力差等。硬件調試方法：（一）脫機調試 脫機調試是在樣機加電源之前，先用萬用表等工具，根據(jù)硬件電氣原理圖和裝配圖仔細檢查樣機線路的正確性，并核對元器件的型號、規(guī)格和安裝是否符合要求。應特別注意電源的走線，防止電源之間的短路和極性錯誤，并重點檢查擴展系統(tǒng)總線是否存在相互間的短路或與其它信號線的短路。對于樣機所用電源事先必須單獨調試，調試好后，檢查其電壓值、負載能力、極性等均符合要求，才能加到系統(tǒng)的各個部件上。簡易型 GPS 定位信息顯示系統(tǒng)的設計29在不插片子的情況下，加電檢查各插件上引腳的電位，仔細測量各電位是否正常，尤其應注意單片機插座上的各點電位是否正常，若有高壓，聯(lián)機時將會損壞開發(fā)機。（二）聯(lián)機調試通過脫機調試可以排除一些明顯的硬件故障。有些硬件故障還是要通過聯(lián)機調試才能發(fā)現(xiàn)和排除。聯(lián)機前先斷電，把單片機仿真器的仿真插頭插到樣機的單片機插座上，檢查一下開發(fā)機與樣機之間的電源、接地是否良好。一切正常，即可打開電源。通電后執(zhí)行單片機仿真開發(fā)器讀寫指令，對用戶樣機的存儲器、I/O 端口進行讀寫操作、邏輯檢查，若有故障，可用示波器觀察有關波形（如選中的譯碼輸出波形、讀寫控制信號、地址數(shù)據(jù)波形以及有關控制電平） 。通過對波形的觀察分析，尋找故障原因，并進一步排除故障?？赡艿墓收嫌校壕€路連接上有邏輯錯誤、有斷路或短路現(xiàn)象、集成電路失效等。在用戶系統(tǒng)的樣機（主機部分）調試好后，可以插上用戶系統(tǒng)的其它外圍部件如鍵盤、顯示器、輸出驅動板、A/D、D/A 板等，再對這些部件進行初步調試。在調試中若發(fā)現(xiàn)用戶系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，可能有下列情況：電源系統(tǒng)供電電源不足，聯(lián)機時公共地線接觸不良；用戶系統(tǒng)主機板負載過大；用戶系統(tǒng)各級電源濾波不完善等。對于工作不穩(wěn)定的問題一定要認真查出原因，加以排除。軟件調試方法：（一）軟件調試方法與所選用的軟件結構和程序設計技術有關 如果采用模塊程序設計技術，則逐個模塊調試好后，再進行系統(tǒng)程序總調試。如果采用實時多任務結構程序，一般逐個任務進行調試，下面進一步予以說明。（二）模塊結構程序要一個個子程序分別調試。調試子程序時，一定要符合現(xiàn)場環(huán)境，即入口條件和出口條件。調試的手段可采用單步運行的方式和斷點運行的方式，通過檢查用戶系統(tǒng) CPU 的現(xiàn)場、RAM 的內容和 I/O 口的狀態(tài)，檢測程序執(zhí)行結果是否符合設計要求。通過檢測，可以發(fā)現(xiàn)程序中的死循環(huán)錯誤、機器碼錯誤及轉移地址錯誤，同時也可以發(fā)現(xiàn)用戶系統(tǒng)的硬件故障、軟件算法及硬件設計錯誤。在調試過程中不斷調簡易型 GPS 定位信息顯示系統(tǒng)的設計30整用戶系統(tǒng)的軟件和硬件，逐步通過一個個程序模塊。各程序模塊通過以后，可以把有關的功能塊聯(lián)合起來一起進行整體程序綜合調試。在這個階段若發(fā)生故障，可以考慮各子程序運行時是否破壞現(xiàn)場，緩沖單元是否發(fā)生沖突，標志位的建立和清除在設計上有否失誤，堆棧區(qū)域是否溢出，輸入設備的狀態(tài)是否正常，等等。若用戶系統(tǒng)是在單片機的仿真開發(fā)器的監(jiān)控程序下運行時，還要考慮用戶緩沖單元是否和監(jiān)控程序的工作單元發(fā)生沖突。 單步和斷點調試后，還應進行連續(xù)調試，這是因為單步運行只能驗證程序的正確與否，而不能確定定時精度、CPU 的實時響應等問題。待全部調試完成后，應反復運行多次，除了觀察穩(wěn)定性以外，還要觀察用戶系統(tǒng)的操作是否符合原始設計要求、安排的用戶操作是否合理等，必要時還要作適當?shù)男薷?。（三）實時多任務結構程序調試方法與上述方法有許多相似之處，只是實時多任務操作系統(tǒng)的應用程序是由若干任務組成，一般是逐個任務進行調試，在調試某一個任務時，同時也調試相關的子程序、中斷程序和一些操作系統(tǒng)的程序。逐個任務調試好以后，再使各個任務同時進行，如果操作系統(tǒng)中沒有錯誤，一般情況下操作系統(tǒng)就能正常運行。（四）在全部調試和修改完成后，將用戶軟件固化于 EPROM（或 EEPOM）中，插入用戶樣機后，用戶系統(tǒng)即能脫離開發(fā)機獨立工作，至此系統(tǒng)的研制完成。 本設計是按照上面的方法先進行電路板的靜態(tài)測試，然后通電檢測，再結合軟件進行調試，最后接上 GPS 有源天線并將天線置于露天場所進行綜合調試。第二章 性能分析本文介紹了簡易 GPS 定位信息顯示系統(tǒng)設計的方法。GPS 應用越來越廣泛，此設計只是應用的基礎和開端。在實際應用中我們要結合各個領域的特殊情況和特定的技術需求，進行有針對性的處理和設計。GPS 提供的定位信息包括了經度、緯度、海拔、速度、航向、磁場、時間、衛(wèi)簡易型 GPS 定位信息顯示系統(tǒng)的設計31星個數(shù)及其編號等衛(wèi)星信息，其接收數(shù)據(jù)方法類似，故本設計只是提取了其中的部分價值性較高的數(shù)據(jù)信息。GPS 可通過 NMEA 輸入命令對串行通訊參數(shù)進行設置，實現(xiàn)個性化顯示格式，本設計只使用了其默認的設置參數(shù)。簡易 GPS 定位信息顯示系統(tǒng)的時間為原子鐘時間，因此非常精確。而定位經緯度的誤差是由 OEM 板的性能決定的，GPS25LVS 系列方位定位精度可達到 10 m 左右，能滿足一般應用項目的使用。簡易型 GPS 定位信息顯示系統(tǒng)的設計32結論本說明書討論了簡易 GPS 定位信息顯示系統(tǒng)的設計, 該設計是由單片機控制GPS 模塊較為精確地計算和顯示實時時間、經度、緯度等衛(wèi)星信息。畢業(yè)設計是?？茖W習階段一次非常難得的理論與實際相結合的機會，通過這次比較完整的設計，我擺脫了單純的理論知識學習狀態(tài)，和實際設計的結合鍛煉了我的綜合運用所學的專業(yè)基礎知識，解決實際工程問題的能力，同時也提高我查閱文獻資料、設計手冊、設計規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，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，都使我的能力得到了鍛煉，經驗得到了豐富，并且意志品質力，抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。這是我們都希望看到的也正是我們進行畢業(yè)設計的目的所在。此次畢業(yè)設計收獲很多，比如學會了查找相關資料，相關標準，分析數(shù)據(jù)，提高了自己的繪圖能力，懂得了許多經驗的獲得是前人不懈努力的結果。同時，仍有很多課題需要后輩去努力去完善。 但是畢業(yè)設計也暴露出自己專業(yè)基礎的很多不足之處。比如缺乏綜合應用專業(yè)知識的能力，對電子元器件的不了解，等等。這次實踐是對自己大學三年所學的一次大檢閱，使我明白自己知識還很淺薄。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)知識的同時也對本專業(yè)的發(fā)展前景充滿信心。提高是有限的但提高也是全面的，正是這一次設計讓我積累了無數(shù)實際經驗，使我的頭腦更好的被知識武裝了起來，也必然會讓我在未來的工作學習中表現(xiàn)出更高的應變能力，更強的溝通力和理解力?？傊?，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，又學會了新的知識，是自己人生一次難得的學習經歷，更是對自己綜合能力的考驗和提高！ 簡易型 GPS 定位信息顯示系統(tǒng)的設計33參考文獻一、工具書：[1][M].西安:西安電子科技大學出版社,2021[2] 單片機原理及應用[M].北京:機械工業(yè)出版社,2021[3][M].北京:北京航空航天大學出版社,2021[4]邱致和，王萬義. GPS 原理與應用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2021[5]電子電氣綜合實訓系統(tǒng)使用說明書 [M].北京：精儀達盛科技有限公司，2021[6][M].北京：機械工業(yè)出版社，2021[7]戴佳， 單片機 C 語言應用程序設計[M].北京：電子工業(yè)出版社，2021[8][M].北京：水利水電出版社,2021[9]蔡明文，[M].武漢：華中科技大學出版社,2021[10][M].北京:電子工業(yè)出版社,2021二、參考資料:[1] GPS 定位和推算定位技術[J].科技情報開發(fā)與經濟,[2] GP2021 射頻前端電路的 GPS 的接收機設計[J].大眾科技,[3] GPS 通用衛(wèi)星模擬器的設計與實現(xiàn)[J].空間電子技術,[4]黃少鋒,張尊泉,鄧斌, GPS 定位信息系統(tǒng)的設計[J].空軍雷達學院學報,[5] 與單片機接口程序設計[J].電子測試,2021,7 [6] GPS 信息處理系統(tǒng)[J].現(xiàn)代電子技術,2021,21[7]羅庚榮.《單片機原理及應用》課程教學改革探索[J].西南師范大學學報(自然科學版),1997,3[8]楊平, GPSOEM 板和單片機的 GPS 接收機的設計[J].東北林業(yè)大學學報,2021,5簡易型 GPS 定位信息顯示系統(tǒng)的設計34致謝本設計（論文）是在劉愛萍老師全面、具體地指導下完成的。劉老師淵博的學識、敏銳的思維、民主而嚴謹?shù)淖黠L使我受益非淺，并終生難忘。在此，我特別感謝劉老師在畢業(yè)設計工作中給予的幫助。同時，也要感謝我的學友和朋友對我的關心和幫助。簡易型 GPS 定位信息顯示系統(tǒng)的設計35附錄Ⅰ 系統(tǒng)硬件電路圖123456ABCD654321D C B ATitleNumberRevisionSize BDate:11May2008Sheet of File:C:\Documents and Setings\Administrator\共共\MyDesigDrawn By:1 2 3 4 5 6 7 8 9 RST10 RXD11 TXD12 INT013 INT114 T0 15 T1 16 WR17 RD18XTAL219XTAL120 VsVc 40 28PSEN 29ALE 39121110987654321891G2G270Ω8+5V+5V+5V+共共共共共LED共共共GARMINGPS25LVSOEM共+5V NMEA OUT12 MHz 30 pF kΩ10 μF++5V74LS244AT89C52EA 3