【正文】 NMEA協(xié)議常用的輸出類型有很多種，但是我們需要的只是下面的這種： GPRMC（建議使用最小 GPS數(shù)據(jù)格式） amp。 UART 波特率還受發(fā)送和接收線對距離 (線長度 )的影響。在嵌入式設(shè)計中， UART 用來主機(jī)與輔助設(shè)備通信，如汽車音響與外接 AP之間的通信，與 PC 機(jī)通信包括與監(jiān)控調(diào)試器和其它器件，如 EEPROM 通信。處理由鍵盤或鼠標(biāo)發(fā)出的中斷信號（鍵盤和鼠標(biāo)也是串行設(shè)備）。作為接口的一部分，UART 還提供以下功能 ：將由計算機(jī)內(nèi)部傳送過來的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為輸出的串行數(shù)據(jù)流。 引腳功能 ? 圖為 GPS 模塊外觀圖，可以看出它有 6 個引腳，分別為： ? 引腳 1（ VCC）：主要的直流 +~ 的引擎板供電 全 國 大 學(xué) 生 嵌 入 式 物 聯(lián) 網(wǎng) 設(shè) 計 大 賽 22 ? 引腳 2（ TXA）：主要的傳輸通道，用于導(dǎo)航和輸出為編寫的軟件的用戶測量數(shù)據(jù)。內(nèi)建 ARM7TDMI CPU 定位精度 小于 10 米 ， 能夠同時追蹤 20 個衛(wèi)星信道。 在 “十二五 ”期間，衛(wèi)星導(dǎo)航將在眾多領(lǐng)域如航空 、海路、鐵路、建筑、電信、電力等方面的應(yīng)用都會有很大的發(fā)展空間。它由三部分構(gòu)成，一是地面控制部分，由主控站、地面天 全 國 大 學(xué) 生 嵌 入 式 物 聯(lián) 網(wǎng) 設(shè) 計 大 賽 21 線、監(jiān)測站及通訊輔助系統(tǒng)組成。 } GPS 衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收模塊 GR87 GR87 的 主要功能 是 負(fù)責(zé)接受衛(wèi)星數(shù)據(jù)并 實現(xiàn)高精度的 時間信號輸出。 buf[24]=buf[24]amp。 } else{//亮 buf[37]=buf[37]amp。 程序 代碼 如下 ： if(shanshuo==1)//滅 { buf[37]=buf[37]|0X01。 全 國 大 學(xué) 生 嵌 入 式 物 聯(lián) 網(wǎng) 設(shè) 計 大 賽 20 if(timer16_0_counter50amp。 這是行掃描的一部分程序，后面的語句和這個類似，要修改 AIN，和 BIN 的值和選擇的在緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)的位置的值 。//A BIN0。i16。 //OE=0。 CLK1。 if(((inbyteamp。 圖 掃描輸出流程圖 （ 1） 列數(shù)據(jù)的移位 (74HC595 移位寄存器中 數(shù)據(jù)移位 ) 第一步 移位時鐘信號清零 關(guān)閉 74HC138D 譯碼器和 74HC595 移位寄存器 取緩沖區(qū)里的前 16 個字節(jié) 開始 16 個字節(jié) 是否掃完閉 給 SCLK1 一個上升沿開 74HC595 開74HC138 譯碼器數(shù)據(jù)并行輸出 返回 分別設(shè)置 AB 的值為 00、 00、 11對 74HC138D 譯碼器進(jìn)行位選 全 國 大 學(xué) 生 嵌 入 式 物 聯(lián) 網(wǎng) 設(shè) 計 大 賽 18 第二步 用送過來的數(shù)據(jù)來和 0x80 按位與取出最高位，再和 0x80 比是 0 還是 1 是 1 就送一個 1 個 595 輸入端 R 否則送 0 第三步 把送來的數(shù)據(jù)左移一位 第四步 開移位時鐘信號 第五步 繼續(xù)比較，重復(fù) 8 次； 關(guān)鍵代碼： void shiftbyte(int inbyte) { int i。((numcode[7*fen1+1]4)|0x0f)再和原來置一的數(shù)據(jù)按位與把數(shù)據(jù)放入緩沖區(qū)。由于要統(tǒng)一操作所以我會先把數(shù)據(jù)送到每個字節(jié)的低四位，通過移位來對 BUF 中字模數(shù)據(jù)的位置的確定。((numcode[7* fen1+5]4)|0x0f)。((numcode[7* fen1+3]4)|0x0f)。((numcode[7*fen1]4)|0x0f)。 比如說圖中‘ 51’就是從左往右的八個小方格 ,圖中的‘ 6’就是從左往右的八個小方格 。原來只能顯示 4 位數(shù)字，現(xiàn)在要把時間和日期一起顯示了。程序?qū)懙竭@里出現(xiàn)了單片機(jī) 無法 解決的問題 —— RAM 的大小不夠用無法執(zhí)行程序。時序是如何組合在一起的，我們就試了一下發(fā)現(xiàn)屏上的顯示規(guī)律并不是我們想的那樣從左到右依次來的，而是 8 位一組從左下方開始再到左上方，然后再從下方的往右 8 位再往上依次類推，直到右上方。只能是程序?qū)懙牟粚?，然后我們就上網(wǎng)查閱各種資料，包括 595 移位寄存器和 138 譯碼器的手冊、例程，通過查閱之后才對 595 和 138 的工作有了更進(jìn)一步的了解，我們之后又重新編寫了一個程序和發(fā)現(xiàn)還是不能點亮 LED 屏，問了老師后才知道是我們對 595 理解有誤， 之后 我們試著寫了一個程序發(fā)現(xiàn) LED 點陣屏果真亮了，但是 LED 燈都是 在亂閃的，琢磨的一晚上也沒找到是什么原因， 直到 第二天問了老師才發(fā)現(xiàn)是 LED 屏和單片機(jī)沒有共地，我們找了一跟線將 LED 的地和單片機(jī)的地線連接起來這下屏上的顯示就穩(wěn)定了， 但是 是 4 行一起亮的，看了 控制一個點顯示 控制一行顯示 任意顯示數(shù)字 全 國 大 學(xué) 生 嵌 入 式 物 聯(lián) 網(wǎng) 設(shè) 計 大 賽 14 原理圖后發(fā)現(xiàn) 138 的輸出信號又通過 LED 驅(qū)動芯片分出 4 個一樣的信號，輸出的信號被用于控制 4行，所以 16 行需要 4 個 138 譯碼輸出信號，這樣 2 個 138 的輸入信號輸出 00、 0 11 四個信號，就能把整塊屏的 16 行給控制起來。 然后，我們再考慮去讓點陣屏去顯示數(shù)字以及在哪個位置去顯示，最后我們才再想方設(shè)法的使 LED 點陣屏的不同位置顯示出我們想要顯示的數(shù)字而這又是最困難的一步，由于在一個 時刻 LED 點陣屏只能讓一塊顯示所以要想讓整個的屏都顯示不同的數(shù)字就使用到動態(tài)掃描的技術(shù)。由于程序執(zhí)行速度很快，肉眼看不出切換所以就看到一個完整的“ 1”了。而緩存區(qū)中的內(nèi)容是從字庫通過算法 加載進(jìn)去的。如果 138 全 國 大 學(xué) 生 嵌 入 式 物 聯(lián) 網(wǎng) 設(shè) 計 大 賽 11 的輸出內(nèi)容不變只能顯示 4 行，只有把 138 輸出的內(nèi)容改變，且速度要快這樣 16 行就可以全部顯示出來了 。 讓 138輸出信號快速的 輸出 四個信號，這時屏上顯示的就是點亮的那個點的所在的 4*8 的小模塊中的亮點所在的列的 4 個點都亮了起了。這就移位著當(dāng) 138 輸出高電平信號， 595移位移入 128 個 0 進(jìn)去時這是屏就會顯示 4 行且這 4 行是隔 4 個亮一行。按正常理解 32*16 的 LED 點陣 2 個 138 和 16 個 595 才能控制整個屏。 P10 LED 點陣顯示屏作為此次設(shè)計的 數(shù)據(jù)顯示模塊， 它的作用就是 將從緩沖區(qū) 里 取出的數(shù)據(jù)經(jīng)過 CPU 的處理后顯示出我們所需要的 信息。 LCXpresso 根據(jù)簡單易用的理念設(shè)計而成， 它為系統(tǒng)設(shè)計 人員提供了一種快速便捷的使用 LPC1100 的方式。這種對電源的優(yōu)化能力是當(dāng)今的 8 位 /16 位 單片機(jī) 難以實現(xiàn)的 特色和優(yōu)點 ? ARM CortexM0 處理器，工作頻率高達(dá) 50 MHz ? ARM CortexM0 內(nèi)置可嵌套中斷向量控制器 (NVIC) ? 程序代碼的密度要比 8/16 位 MCU 更小 ? 閃存 ISP 命令可通過 UART 或 C_CAN 發(fā)出 ? 超快速模式下， 2 個 I178。 LPC11C24 開發(fā)板內(nèi)部集成了串口通信電路，本設(shè)計就是應(yīng)用 UART 通用串行數(shù)據(jù)接口接受外部GR87 發(fā)來的衛(wèi)星數(shù)據(jù)，有選擇的將數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，然后我們將緩存區(qū)里的數(shù)據(jù)取出經(jīng)過CPU 的處理后送到 LED 點陣 顯示 屏上顯示出我們所需要的時鐘信息 。 首先從 GPS 系統(tǒng)獲取 全球標(biāo)準(zhǔn) 時間源，經(jīng)過 CPU 處理后 將時間數(shù)據(jù)通過 UART 接口 輸出到 LPC11C24 主控模塊上， LPC11C24 可把 接收到 的 GPS 時間數(shù)據(jù) 利用軟件來處理， 再 把數(shù)據(jù) 發(fā)送 到顯示模塊，實現(xiàn)時間的顯示。 CortexM0 處理器不僅延續(xù)了易用性、 C 語言編程模型的優(yōu)勢，而且能夠二進(jìn)制兼容已有的CortexM0 處理器工具和實時系統(tǒng)（ RTOS）。這種行業(yè)領(lǐng)先的低功耗和高性能的結(jié)合為仍在使用 8 位或 16 位架構(gòu)的用戶提供了一個轉(zhuǎn)型開發(fā) 32 位器件的理想機(jī)會，從而在不犧牲功耗和面積的情況下，提高日常設(shè)備的智能化程度。使用 原子鐘 可以使時間精度達(dá)到納秒級， 所以在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域 、 人們?nèi)粘５纳钌a(chǎn)領(lǐng)域都可以廣泛的運用 “原子鐘 ”。系統(tǒng) 從 GPS 衛(wèi) 星上獲取標(biāo)準(zhǔn)的時 鐘 信號， 并 將這些信息通過 UART 接口傳 到 LPC11C24 主控模塊 上 ，再通過 LED 點陣屏將經(jīng)過 LPC11C24 處理后的時間信息顯示出來。 如果 UART 未收到 GPS 數(shù)據(jù) 則系統(tǒng) 將采用 LPC11C24 的 內(nèi)部定時器計時， 該設(shè)計以軟硬件相結(jié)合的方式完成整個 GPS 數(shù)據(jù)的接 收 和顯示過程 完成了一臺 LED 點陣 屏顯示 GPS 時鐘 的 設(shè)備 。 另外， LED 顯示屏是利用發(fā)光二級管點陣模塊組成的平面式顯示屏幕由于它具有發(fā)光率高、使用壽命長、組態(tài)靈活、適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點在國內(nèi)外的到廣泛應(yīng)用 。 CortexM0 處理器的特點促成了 智能、低功耗微控制器的面市，并為 “物聯(lián)網(wǎng) ”中大量的無線連接設(shè)備提供高效的溝通、管理和維護(hù)。作為 CortexM 處理器系列的一員， CortexM0 處理器同樣能夠獲得 ARM CortexM 生態(tài)系統(tǒng)的全面支持，而其軟件兼容性使其能夠方便地被移植到更高性能的 CortexM3 或 CortexM4 處理器。 LED 點陣屏為主要的顯示模塊，把從 LPC11C24 傳來的數(shù)據(jù)顯示出來，并且可以實現(xiàn)左右移動等功能。 NXP LPC11C24 簡介 LPC11C24FBD48 是 ARM CortexM0 微控制器 ，設(shè)計用于 8 位 /16 位微控制器應(yīng)用， 具有高新能，低 功耗，簡單指令集，統(tǒng)一編址尋址等優(yōu)點，而且， LPC11C24可以比傳統(tǒng)的 8 位 /16 位 單片機(jī) 在執(zhí)行大多數(shù)普通的微控制器任務(wù)時減少 40%到 50%的代碼量，這是通過強(qiáng)大的 CortexM0 v6M 指令集實現(xiàn)的。C 總線引腳上的大電流吸收驅(qū)動器 (20 mA) ? 帶小數(shù)波特率生成器的 UART ? 36 個高速 5V 相容 GPIO 引腳，可選擇引腳高電流驅(qū)動（ 20 mA） ? 12MHz內(nèi)部 RC 振蕩器，溫度及電壓范圍精確度可達(dá) 1% ? 支持完整 I178。利用 LPCXpresso 這款功能全面的工具鏈還可以輕松實現(xiàn)在高性能的 ARM ARM9 以及包括 LPC1300 和 LPC1700 在內(nèi)的 Cortex系列微控制器之間的產(chǎn)品移植。我們可以利用 全 國 大 學(xué) 生 嵌 入 式 物 聯(lián) 網(wǎng) 設(shè) 計 大 賽 9 LPC11C24 的 GPIO 端口控制 LED 點陣屏顯示相應(yīng)的信息。而這里只用了 1 個 138 是用了 4953LED 驅(qū)動芯片，一個 138 輸出信號被分成了 4 個一樣的信號連接到了每個4*8 小模塊的 LED 的陽極上這樣 138 輸出的 4 路信號就被分成了 16個信號，這 16 個信號中每 4 個一組一樣的信號共 4 組。 如果要只亮一個點只需把送入 595 的 128 中對應(yīng)的那一位寫 0 其他 127 位寫 1 就可以顯示一個點了。這就是動態(tài)掃描。這就是動態(tài)掃描?，F(xiàn)在我們把“ 1”的數(shù)據(jù)放入數(shù)據(jù)緩存區(qū)中對應(yīng)顯示的地方。這就實現(xiàn)了動態(tài)掃描。 這 里要真正實現(xiàn)動態(tài)掃描則分為兩部分第一部分是 buf 數(shù)據(jù)緩存區(qū)的數(shù)據(jù)的動態(tài)變化，第二部分是對 LED 屏的行的動態(tài)掃 全 國 大 學(xué) 生 嵌 入 式 物 聯(lián) 網(wǎng) 設(shè) 計 大 賽 13 描 。 能夠控制行，還得能控制任意一個點。這樣就影響到了數(shù)據(jù)組織問題，做到這里老師對我們提出了一個數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的概念，說這塊屏的顯示程序?qū)?yīng)有三部分，第一部分就是一個 64 字節(jié)的緩沖區(qū)里面是屏上的每個點對應(yīng)的值，第二個部分是 4 個變量也就是屏上列分成 8 位一組的