【正文】 單片機系統(tǒng)及液晶電路 如圖 310 所示為單片機系統(tǒng)和液晶驅動電路，因為 GPS 模塊波特率為 9600bps 所以單片機晶振選用 ，單片機復位電路為上電復位， 引腳接一個按鍵可以切換經緯度和時間的顯示。因為新電池開始放電會不穩(wěn)所以加了電容濾波，這樣使電源更加穩(wěn)定。 15腳背光正極， 16 腳背光負極。 第 7～ 14腳： D0～ D7 為 8位雙向數(shù)據(jù)端。 第 5 腳： RW 為讀寫信號線，高電平 1 時進行讀操作，低電平 0時進行寫操作。 第 3 腳： V0 為液晶顯示器對比度調整端，接正電源時對比度最弱，接地電源 時對比度最高（對比度過高時會產生“鬼影”，使用時可以通過一個 10K 的電位器調整對比度）。 (1)管腳功能 1602 采用標準的 16 腳接口如圖 36所示，其中： 第 1 腳： VSS 為電源地。 圖 35 1602LCD顯示屏 1602LCD 是指顯示的內容為 16X2,即可以顯示兩行，每行 16個字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。它由若干個 5X7 或者 5X11 等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此所以它不能很好地顯示圖形（用自定義 CGRAM，顯示效果也不好）。 GPS 信號接收模如圖 34。外部電路產生的復位信號 (RST)送至施密特觸發(fā)器，再由片內復位電路在每個機器周期的 S5P2 時刻對施密特觸發(fā)器的輸出進行采樣，然后才得到內部復位操作所需要的信號 [7]。若使用頗率為 6MHz 的晶振，則復位信號持續(xù)時間應超 揚州市職業(yè)大學畢業(yè)設計論文 第 12 頁 共 30 頁 過 4us 才能完成復位操作。 表 一些寄存器的復位狀態(tài) 寄存器 復位狀態(tài) 寄存器 復位狀態(tài) PC 0000H TCON 00H ACC 00H TL0 00H PSW 00H TH0 00H SP 07H TL1 00H DPTR 0000H TH1 00H P0P3 FFH SCON 00H IP XX000000B SBUF 不定 IE 0X000000B PCON 0XXX0000B TMOD 00H RST 引腳是復位信號的輸入端 。除了進入系統(tǒng)的正常初始化之外，當由于程序運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為擺脫困境，也需按復位鍵重新啟動 [6]。 （ a） 內部方式時鐘電路 （ b） 外部方式時鐘電路 圖 33 時鐘電路 (3) 復位 復位是單片機的初始化操作。對外部振 揚州市職業(yè)大學畢業(yè)設計論文 第 11 頁 共 30 頁 蕩信號無特殊 要求，只要求保證脈沖寬度，一般采用頻率低于 12MHz 的方波信號。晶體振蕩頻率可以在～ 12MHz 之間選擇，電容值在 5～ 30pF 之間選擇，電容值的大小可對頻率起微調的作用 [5]。內部方式的時鐘電路如圖 33(a) 所示，在 RXD 和 TXD 引腳上外接定時元件，內部振蕩器就產生自激振蕩。 表 STC89C52 主要功能 主要功能特性 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 8K 可反復擦寫 Flash ROM 32 個雙向 I/O口 256x8bit 內部 RAM 3 個 16 位可編程定時 /計數(shù)器中斷 時鐘頻率 024MHz 2 個串行中斷 可編程 UART 串行通道 2 個外部中斷源 共 6個中斷源 2 個讀寫中斷口線 3級加密位 低功耗空閑和掉電模式 軟件設置睡眠和喚醒功能 (2) 時鐘電路 STC89C52 內部有一個用于構成振蕩器的高增益反相放大器，引腳 RXD 和 TXD 分別是此放大器的輸入端和輸出端。 ? P0 口（ Pin39～ Pin32） ： 8 位雙向 I/O 口線，名稱為 ～ ； ? P1 口（ Pin1～ Pin8） ： 8位準雙向 I/O 口線，名稱為 ～ ； ? P2 口（ Pin21～ Pin28） ： 8 位準雙向 I/O 口線，名稱為 ～ ； ? P3 口（ Pin10～ Pin17） ： 8 位準雙向 I/O 口線，名稱為 ～ 。 ? 控制引腳（ 4根）： ? RST (Pin9)：復位引腳，引腳上出現(xiàn) 2個機器周期的高電平將使單片機復位； ? ALE/PROG(Pin30)：地址鎖存允許信號； 揚州市職業(yè)大學畢業(yè)設計論文 第 10 頁 共 30 頁 ? PSEN(Pin29)：外部存儲器讀選通信號； ? EA/VPP(Pin31)：程序存儲器的內外部選通，接低電平從外部程序存儲器讀指令，如果接高電平則從內部程序存儲器讀指令。 STC89C52 引腳如圖 32 所示 ： 圖 32 STC89C52 引腳圖 (1) 其引腳說明如下： ? 主電源引腳（ 2 根）： ? VCC(Pin40)：電源輸入，接 ＋ 5V 電源； ? GND(Pin20)：接地線。 圖 31 基于單片機的 GPS硬件總體結構框圖 基于單片機的 GPS定位信息顯示系統(tǒng)設計硬件電路簡介 STC89C52 簡介 STC89C52 是一個低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機，采用 40 引腳雙列直插封裝方式。 揚州市職業(yè)大學畢業(yè)設計論文 第 8 頁 共 30 頁 3 基于單片機的 GPS 硬件電路設計 基于單片機的 GPS硬件電路總體結構 根據(jù)總體設計方案，該基于單片機的 GPS 硬件電路設計主要由 GPS 信號接收部分（ LEA5S 信號接收模塊）、控制芯片（ STC89C52 單片機）、顯示部分（ 1602LCD 液晶顯示模塊）這幾部分構成。 單片機控制程序：編寫程序，實現(xiàn)單片機控制系統(tǒng)的初始化，控制 GPS 器件完成數(shù)據(jù)的采集 ,進行相應的信號處理，并通過單片機接口輸出至液晶顯示模塊顯示必要的數(shù)據(jù)。 LEA5S 接收模塊主要由變頻器、信號通道、存儲器、中央處理器和輸入輸出接口構成。利用其串行接口接收 LEA5S 接收模塊輸出的 NMEA0183 語句數(shù)據(jù)，并將接收到的數(shù)據(jù)經過篩選和處理后到 1602 液晶顯示器顯示。該 GPS 定位信息顯示系統(tǒng)硬件部分主要由以下幾個部分組成： (1) 接收部分：以 LEA5S模塊為核心的 GPS 接收機； (2) 控制電路：由 51單片機作為微處理器控制 GPS 信號； (3) 顯示部分： 1602LCD 液晶顯示模塊； (4) 電源電路部分 :采用電池供電用以提供系統(tǒng)工作時所必須的電壓。 圖 23 GPS接收模塊內部結構 總體方案的設計 本次設計要求通過單片機控制 GPS 器件實現(xiàn)定位信息顯示功能。用戶通過輸入輸出接口，與 GPS 接收模塊進行信息交換，實現(xiàn)功能。 GPS 接收模塊通過它的接收天線獲取衛(wèi)星信號 ，經過變頻、放大、濾波、相關、混頻等一系列處理，可以實現(xiàn)對天線視界內衛(wèi)星的跟蹤、鎖定和測量。 從上面的分析可以知道，選擇 GPS 接收模塊就能夠很好的作為本次設計接收 GPS 定位信息的解決方案，因此我選擇第二種方案來完成本次設計。 第二種方案是選擇成品的 GPS 接收模塊，采用這個方案的優(yōu)點是由于現(xiàn)階段 GPS 接收模塊的制造技術已經相當 成熟，性能穩(wěn)定并且使用非常方便，定位成功后直接就可以通過模塊輸出 GPS相關信息。在接收 GPS 信號方案上可以有兩種選擇。實驗表明，利用差分 GPS，定位精度可提高到 5 米。 為 了達到更 高 的 定位精度， 往往還 采用 了 差分 GPS(DGPS)技術，建立基準站 (差分臺 )進行 GPS 觀測，利用已知的基準站精確坐標，與觀測值進行比較，從而得出一修正數(shù)，并對外發(fā)布。 由于衛(wèi)星運行軌道、衛(wèi)星時鐘存在誤差，大氣對流層、電離層對信號的影響，以及人為的 SA 保護政策，使得民用 GPS 的定位精 度只有 100米。 由于衛(wèi)星的位置精確可知，在 GPS 觀測中，我們可得到衛(wèi)星到接收 設備 的距離， 根據(jù) 三維坐標中的距離公式，利用 3顆衛(wèi)星，就可以組成 3 個方程式，解出觀測點的位置 揚州市職業(yè)大學畢業(yè)設計論文 第 5 頁 共 30 頁 (X,Y,Z)。 24顆 GPS 衛(wèi)星在離地面 2萬公里的高空上，以 12小時的周期環(huán)繞地球運行，使得在任意時刻，在地面上的任意一點都可以同時 接收到 6顆以上 GPS 衛(wèi)星的定位信息。 Block2 衛(wèi)星如圖 22所示。1989 年 2 月 14 日，第一顆 GPS 工作衛(wèi)星的發(fā)射成功，宣告 GPS 系統(tǒng)進入了生產作業(yè)階段。 這三部分的相互關系如圖 21所示。 ? 空間部分，由 24 顆衛(wèi)星組成，分布在 6個 軌 道平面上 。其主要目的是為陸、海、空三大領域提供實時、全天候和全球性的導航服務，并用于情報收集、核爆監(jiān)測和應急通訊等一些軍事目的，是美國獨霸全球戰(zhàn)略的重要組成 部分 。所以基于這 種情況下，本次設計針對普通用戶使用 GPS的切實需要，設計并制作基于單片機的 GPS 定位信息顯示系統(tǒng)。 由此可見， GPS 技術已經延伸到各個領域的方方面面，但是要完成以上所述的各種用途，最基本的就是要具備能夠接收 GPS信號并且能夠調制輸出的設備，而這種設備最基本的功能就是能夠顯示當時所處地點的經緯度以及 UTC 標準時間。 課題的目的及意義 本次設計的主要