【導讀】于實際生活中，扮演著重要的角色。它性能良好、精度準確、應用廣泛，在當今世界導航定位系統(tǒng)中處于獨一無二的尖峰位置。研究GPS的原理與技術的同時，介紹單片機的編程及其應用，液晶顯示屏及其實現(xiàn)方法。制作完整的方案，以軟硬件相結(jié)合的方法來。完成整個GPS數(shù)據(jù)接收和顯示的過程。中具有一定的實用價值和借鑒價值。

　　

【正文】 1 0 0 0 A3 A2 A1 A0 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 基于單片機的 GPS 定位器設計 25 設定 GDRAM 地址到地址計數(shù)器（ AC），先設 置垂直位置再設置水平位置（連續(xù)寫入 2 字節(jié)數(shù)據(jù)來完成垂直與水平坐標的設置）垂直地址范圍 :AC6～ AC0，水平地址范圍 :AC3～ AC0。 STN7920 初始化流程 控制 延時 40ms XRESET 滴 —— 高 延時 100us 字延時 10ms 延時 100us 控制 延時 37us 圖 STN7920 初始化流程 STN7920 與微機接口 開 電 源 功能設定控制字 30H 功能設定 顯示開關 0C0H 初始化量程 清除屏幕 01H 設定點 06H 基于單片機的 GPS 定位器設計 26 圖 STN7920 與微機接口 本次設計任務采用并行顯示接口，如圖所 是數(shù)據(jù)口為 P1 口命令端口為 基于單片機的 GPS 定位器設計 27 3 硬件電路 系統(tǒng)框圖 系統(tǒng)框圖如下： 顯 示 模 塊單 片 機 最 小 系 統(tǒng)電 源 模 塊G P S 模 塊天 線 圖 系統(tǒng)框圖 硬件電路設計 硬件電路的設計包括單片機最小系統(tǒng)、 GPS 模塊以及電源模塊的設計。 單片機最小系統(tǒng) 基于單片機的 GPS 定位器設計 28 C 1 +1VDD2C 1 3C 2 +4C 2 5V E E6T 2 O U T7R 2 I N8R 2 O U T9T 2 I N10T 1 I N11R 1 O U T12R 1 I N13T 1 O U T14GND15V C C16U2M A X 2 3 2C90 .1 u fC 1 00 .1 u f1234P3H e a d e r 2 X 2C 1 10 .1 u fC80 .1 u fC70 .1 u f1234567891110J4D C o n n e c t o r 9V C CGNDGNDGNDP31P301 23 45 67 8J 1 6 H E A D E R 4 X 2J1P O W E RC50 .3 3 u f7805U3L M 7 8 0 5D9I N 4 1 4 8C60 .1 u fGNDV C CV C CV C CV C CGNDGNDGNDGND123+ 5 VE A / V P P31X T A L 119X T A L 218R E S E T9P 3 .7 ( R D )17P 3 .6 ( W R )16P 3 .2 ( I N T 0 )12P 3 .3 ( I N T 1 )13P 3 .4 ( T 0 )14P 3 .5 ( T 1 )15P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .5 ( M O S I )6P 1 .6 ( M I S O )7P 1 .7 ( S C K )8P 0 .039P 0 .138P 0 .237P 0 .336P 0 .435P 0 .534P 0 .633P 0 .732P 2 .021P 2 .122P 2 .223P 2 .324P 2 .425P 2 .526P 2 .627P 2 .728P S E N29A L E / P R O G30P 3 .1 ( T X D )11P 3 .0 ( R X D )10GND20V C C40U1A T 8 9 S 5 212345678J9 8 H E A D E R12345678J 1 08 H E A D E R12345678J 1 18 H E A D E R12345678J 1 28 H E A D E RP 1 0P 1 1P 1 2P 1 3P 1 4P 1 5P 1 6P 1 7P 3 0P 3 1P 3 2P 3 3P 3 4P 3 5P 3 6P 3 7R S TGNDV C CP 0 0P 0 1P 0 2P 0 3P 0 4P 0 5P 0 6P 0 7P 2 0P 2 1P 2 2P 2 3P 2 4P 2 5P 2 6P 2 7P S E NA L EV C CGNDC230pfC330pf12Y1X T A L 2V C CC110uFS J 1 7 S W P BR410KX T A L 1X T A L 2X T A L 2X T A L 1 圖 單片機最小系統(tǒng) 系統(tǒng)采用 晶振，串口方式 1 接受 GPS 信息， P1 口和 P3口用于 12864LED 液晶顯示接口，可以顯示實時時間、緯度、經(jīng)度及其它 GPS 數(shù)據(jù)信息。本系統(tǒng)主要有兩個硬件模塊組成； GPS 接收模塊和液晶顯示模塊。 GPS 模 塊用于接收 GPS 衛(wèi)星的信號，并計算出模塊測試點所在位置的衛(wèi)星信息。采用的 GPS 模塊由變頻器、信號通道、微處理器、存儲單元和接收天線組成。單片機主控制器的串口接收口連接 GPS 模塊數(shù)據(jù)發(fā)送端接收衛(wèi)星信息。 液晶顯示模塊用于顯示接收到的數(shù)據(jù)信息。 12864 數(shù)據(jù)連接單片機 P1 口，雙電源供電。 基于單片機的 GPS 定位器設計 29 GPS模塊設計 V C C 1GND2B oot s e l e c t3R X A4T X A5R X B6T X B7G P I O8R F _O N9GND10GND11GND12GND13GND14GND15GND16R F _I N17GND18V _A N T _I N19V C C _R F _O U T20V _R T C _3V 321R E S T22G P I O [ 10]23G P I O [ 1]24G P I O [ 4]25G P I O [ 0]26G P I O [ 13]27G P I O [ 15]28PPS29GND30U 12G P S112233U1A S C6C A PC5C A PR120R220C2C A PC3C A PE1A N T E N N AC1C A PR30C7C A P C8C A P1234567J1C O N 7C4C A P12345678J2C O N 8R E S TG P I O [ 10]G P I O [ 1]G P I O [ 4]G P I O [ 0]G P I O [ 13]G P I O [ 15]PPSR E S TG P I O [ 1]G P I O [ 10]G P I O [ 4]G P I O [ 0]G P I O [ 13]G P I O [ 15]PPS圖 GPS 模塊電路 根據(jù) Royal tek 官方提供的設計文檔 上圖為本次設計任務的 GPS模塊實際電路圖。由圖可見，該模塊只需要簡單的外圍元件即可工作。需要注意的是，模塊的工作電壓為 ，如果加上 5V 電壓可能會造成該模塊損壞，造成模塊無法工作。即要設計附加穩(wěn)壓器的電源模塊。 電源模塊設計 基于單片機的 GPS 定位器設計 30 1 23 45 67 8J 16 H E A D E R 4X 2C57805U3L M 7805D9I N 4148C6GNDV C CV C CV C CV C CGNDGNDGNDGND+ 5VJ1P O W E RC57805U3L M 7805D9I N 4148C6GND123+ 5V 圖 電源電路 GPS 模塊的工作電壓為 ，如果加上 5V 電壓可能會造成該模塊損壞，造成模塊無法工作。因此該模塊應運而生。由一對穩(wěn)壓器和一對電容組成的電源模塊使得 GPS 可以安全正常運行。同時為 GPS 的移動性提供了很大的方便。 基于單片機的 GPS 定位器設計 31 4 軟件設計 主程序流程 全球定位系統(tǒng)的主程序流程如下圖： 圖 GPS主程序流 程圖 系統(tǒng)軟件主要由初始化模塊、數(shù)據(jù)接收處理模塊組成。 初始化模塊完成開機上電后對單片機、液晶顯示器和 GPS 模塊的初始化工作。對單片機設置串口工作模式、設置波特率和中斷工作模式；對液晶顯示器設置開機畫面和顯示模式；完成對 GPS 模塊串口的成功通信。 基于單片機的 GPS 定位器設計 32 數(shù)據(jù)接收處理模塊負責處理從 GPS 接收到的數(shù)據(jù)。在單片機串口收到信息后，先判別是否為語句導頭“ $” ,再接收信息內(nèi)容，然后根據(jù)語句標識區(qū)分出信息類別以對收到 ASCII 碼進行處理顯示。本設計中，接收時主要提取并存儲以下數(shù)據(jù)內(nèi)容；當前日期、時間 、定位狀態(tài)、緯度、經(jīng)度。特別注意的是 GPS 發(fā)送的時間是世界統(tǒng)一時，與我國的時區(qū)相差八個小時，所以還要將時間作轉(zhuǎn)換。北京時間應在 UTC 時間上加上 8小時才是準確的北京時，在超出 24 小時時應作減 24 小時處理。轉(zhuǎn)換時間要考慮到年月日的變更。數(shù)據(jù)更新率為每秒一次。系統(tǒng)工作時 GPS 模塊不斷得到新的數(shù)據(jù)，單片機不斷刷新 RAM，處理完后的數(shù)據(jù)送液晶顯示器顯示。數(shù)據(jù)接收處理程序流程圖如下 基于單片機的 GPS 定位器設計 33 圖 在串行中斷接收 GPS 信號中，下面以時間提取為 例，由判斷幀頭打破數(shù)據(jù)的分段提取方法程序如下 : int GPS_RMC_Parse(char *line,GPS_INFO *GPS) { uchar ch, status, tmp。 float lati_cent_tmp, lati_second_tmp。 float long_cent_tmp, long_second_tmp。 float speed_tmp。 char *buf = line。 ch = buf[5]。 status = buf[GetComma(2, buf)]。 if (ch == 39。C39。) //如果第五個字符是 C， ($GPRMC) { if (status == 39。A39。) //如果數(shù)據(jù)有效，則分析 { GPS NS = buf[GetComma(4, buf)]。 GPS EW = buf[GetComma(6, buf)]。 GPSlatitude = Get_Double_Number(amp。buf[GetComma(3, buf)])。 GPSlongitude = Get_Double_Number(amp。buf[Ge