【正文】 0。 r e v _ s t a r t x d a t au c h a r ? ]。 g p s _ f l a g x d a t au c h a r ? 0。 num x d a t au c h a r ? 0。P C ON 0x21。T L 0 0 x 3 c 。T L 1 0 x FA。R E N 1。S M 1 0。RI 0。ES 1。 e r r o r _ n u mu c h a r { m a i n ( v o i d ) v o i d} 1。此外，我還要對在這次設(shè)計中，幫助和支持我的同學(xué)，表示感謝！ 參考文獻 [1] 劉基余 .GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位原理與方法 [M].科學(xué)出版社 .2020. [2] 劉基余，李征航 .全球定位系統(tǒng)原理及其應(yīng)用 [M].測繪出版社 .1993. [3] 王惠南 .GPS導(dǎo)航原理與應(yīng)用 [M].科學(xué)出版社 .2020. [4] 潘永雄 .新編單片機原理與應(yīng)用 [M].西安電子科技大學(xué)出版社 .2020. [5] 張鵬 .單片機原理及應(yīng)用 [M].電子科技大學(xué)出版社 .2020. [6] 張立科 .單片機典型模塊設(shè)計實例導(dǎo)航 [M].人民郵電出版社 .2020. [7] 余錫存，曹國華 .單片機原理及接口技術(shù) [M].西安電子科技大學(xué)出版社 .2020. [8] 蔡美琴 .MCS51系列單片機系統(tǒng)及其應(yīng)用 .北京高等教育出版社 .1992. [9] 周航慈 .單片機應(yīng)用程序設(shè)計技術(shù) [M].北京航空航天大學(xué)出版社 .2020. [10] 李洪濤 .GPS 應(yīng)用程序設(shè)計 [M].科學(xué)出版社 .1999. 18 附錄 一 電路原理圖 19 附錄二 仿 真電路原理圖 20 附錄 三 源程序 主程序 。在此感謝羅 老師 對 我的 幫助 。 羅 老師 盡心盡責(zé) 給了我深刻的影響，而羅 老師隨和的個性讓我感到溫暖。 總之，做畢業(yè)設(shè)計的過程中，我們已經(jīng)學(xué)到的專業(yè)知識，在我生命中的一個很好的學(xué)習(xí)經(jīng)驗和學(xué)到的實踐經(jīng)驗， 也 是 對自己 的綜合能力測試和提高。 GPS信號處理模塊由 SiRF Star II 實現(xiàn)，通過 SiRF Star II 與 MCS51兼容系列單片機相連， 配備必要的外圍電路，液晶顯示的結(jié)果和 GPS 接收機的硬件和軟件設(shè)計的細(xì)節(jié)。 圖 16 仿真 測試結(jié)果 圖 GPS衛(wèi)星 信號由 Q1 接收， 通過 口 送到單片機分析、處理， 同時時鐘電路通過XTAL1和 XTAL2接口對單片機進行定時，復(fù)位電路通過 RST和 EA接口對單片機進行復(fù)位，單片機 整理好的數(shù)據(jù)再由 ～ 口傳送到 LCD1顯示器顯示。 16 圖 15 生成文件 仿真 測試結(jié)果 圖 ，如圖 16 所示。 e rro r_ n u mu c h a r { m a in (v o id ) v o id 15 圖 13 建立新工程 進入菜單 File/New 生成一個 *.C 格式的源文件 ，然后 單擊“ Target 1”前面的“ +”號 ，然后在“ Source Group 1”上單擊右鍵 ，彈出如下圖 14所示界面加入 源文件 。G P S _ In it() 。 0。 1。 （ 二 ） 仿真測試 過程 ，如圖 13所示。檢查 GPS 模塊步驟程序，了解情況，通過觀察 LCD ， GPS 信號的接收條件。 {??? 14 圖 12單片機模塊 流程圖 部分 程序 段代碼 如下： 源 程序 其它 代碼詳 見附錄 三 。GP S_ In it() 20。 re v _ sto p 0。 其 流程圖 如 圖 12 所示 ： } R E V _ NO 。 u f ,a r s e ( r e v _ b( GP S _ R M C _ P if??? 20) ( e r r o r _ n u m if 。GP S _ Di s p l a R M C _ YE S 。 g p s _ f l a g 0。L c d _ W r it e C { ()c lr _ s c r e e n v o id 12 圖 11 GPS數(shù)據(jù)接收模塊 流程圖 部分子程序如下： } 0。L c d _ W r it e C d e la y ( 5 ) 。L c d _ W r it e C d e la y ( 5 ) 。 其流程圖 如 圖 11所示 ： include} d e la y ( 5 ) 。此外，在考慮到軟件的更新 及功能的擴展，以及保證 軟件 能夠方便的 在不同的硬件平臺上 的移植性等因素，整個方案的 軟件 主要分為 實時顯示模塊， GPS 數(shù)據(jù)接收模塊，單片機模塊三部分 開展 。 10 在軟件設(shè)計 上是用 模塊化思想 。 四 軟件設(shè)計 （ 一 ） 軟件設(shè)計思路 本 設(shè)計的核心 問題 是 如何實現(xiàn) GPS接收模塊與單片機的通訊 ， 和微控制器接收到的信息如何篩選編排顯示到液晶顯示模塊的位置。 圖 8實時 顯示電路圖 主要技術(shù)參數(shù)和顯示特性 祥見表 4: 9 表 4 實時顯示模塊技術(shù)參數(shù)及顯示特性 實時顯示模塊 引腳 如表 5所示 。整個顯示模塊能夠?qū)崿F(xiàn) 漢字 和 基本 圖形 的實時顯示 。其內(nèi)部點陣為 16X16，相當(dāng)于 8192個漢字 。該天線是一種可靠性高，靈敏度高的迷你天線 ，為整個接收模塊的正常工作提供了可靠的保證。整個 GPS接收模塊主要由 GRF2i 射頻 集成電路以及 GSP2e 數(shù)字 集成電路構(gòu)成。該 GPS 信號接收模塊的正常工作電流約為 75 毫安。 SiRF Star II GPS 接收模塊 引腳如圖 7所示。 在 沒有 SelectiveAvailability 干擾的前提下，改接收模塊的 平均位置誤差 僅僅只有 10 m ，動態(tài) 的 速度誤差 大約在 SiRF Star II GPS 接收模塊的信號靈敏度大約為 142dBm。該模塊是由 美國瑟孚科技有限公司生產(chǎn) 的 GPS 第二代芯片 。例如， 如果 在整個設(shè)計中采用 6MHz 的 晶 振 ， 那么一個機器周期自然為 2微 秒 ， 也就是說 復(fù)位信號 的周期應(yīng)該大于等于 4 微 秒 。在單片機上電瞬間， RESET 引腳將出現(xiàn)正脈沖，只要能夠在 RESET 端保證一定幅度大小的高電平，就能夠使單片機有效地復(fù)位。 時鐘電路 如圖 5所示 。 外接的 定時元件 具體是由 石英晶體 以及 一個電容并聯(lián) 構(gòu)成 諧振電路。本設(shè)計采用內(nèi)部時鐘電路模式 。 3） 控制引腳 （ 2根 ） ： ALE/PROG(Pin30)： 用來控制 地址鎖存允許信號； PSEN(Pin29)： 用來控制 外部存儲器讀選通信號； 4） 可編程輸入輸出引腳 （ 32根 ）： STC89C52 單片機有 4 組 8 位的可編程 輸入 \輸出端 口 ，分別為 P0 口 、 P1 口 、 P2口以及 P3口 。 STC89C52 引腳如圖 4所示 圖 4 STC89C52 引腳圖 其引腳說明如下 ： 1） 主電源引腳 （ 2根 ）： VCC(Pin40)：電源輸入 端口 ， 通常 接 +5V 電源 ； GND(Pin20)：接地端口。該單片機 采 用 40 引腳雙列直插封裝方式，是 采用 ATMEL 高密度非易失存儲 器制造技術(shù) 5 生產(chǎn)的 。 綜上，本文將從硬件電路與軟件設(shè)計兩部分開展具體論述。 此外，在控制電路完成信息的捕獲、跟蹤和計算的過程中，無論是衛(wèi)星導(dǎo)航參數(shù)的測量，還是偽距及偽距變化率的測量，以及最終位置信息的計算及經(jīng)緯度的變換顯示，輸入輸出端口的管理等，都必須通過軟件指令進行控制。為整個系統(tǒng) 提供 動力來源，保證系統(tǒng)的正常工作 。主要包括由 51 單片機 構(gòu)成的核心電路，主要負(fù)責(zé)控制 GPS數(shù)據(jù)讀取和傳輸?shù)倪^程，并將數(shù)據(jù)進行濾波等處理，并發(fā)送至顯示電路； 第三， 顯 示 電路 部分 。 整個 GPS定位信息顯示系統(tǒng) 的 硬件 構(gòu)成主要包括 以下幾部分 ： 第一， 接收 模塊電路。通過軟件的設(shè)計，對接收機信號進行 篩選 、計算、輸出，獲取定位 數(shù)據(jù) 信息。綜合考慮單片機的功能、通用性、可擴展性以及性價比，本設(shè)計將采用 常見的 MCS51單片機作為處理器 。 （ 四 ） 總體方案的設(shè)計 根據(jù) 系統(tǒng)的設(shè)計要求， 要求能夠以 單片機 為核心 控制 器件，實現(xiàn) GPS 設(shè)備的定位信息 的 顯示 系統(tǒng) 。在 該過程中還要考慮到載波相位的計算、測量 偽距的處理等一些列過程，最后計算出定位點的相關(guān)坐標(biāo)信息。但其基本 構(gòu)成 往往由 天線、前置放大、變頻器、并行信號通道、中央處理器以及輸入 \輸出端口、內(nèi)部存儲器等部分構(gòu)成，其基本原理圖 如圖 2所示 ： 3 圖 2 GPS接收模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu) 當(dāng) GPS 接收器 捕獲到來自衛(wèi)星的信號之后，將對該信號進行跟蹤，保證能夠進行一系列連續(xù)測距。 （ 三 ） GPS 接收模塊 簡介 GPS接收機 是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵構(gòu)成模塊。本設(shè)計的難點就是如何 進行 軟件程序的編寫實現(xiàn) GPS 模塊信息的接收。此外，由于來自衛(wèi)星的時鐘信號與地面用戶 裝置的時鐘信號之間難免存在誤差現(xiàn)象，還需要考慮該時間差所造成的距離偏差問題。在此過程中共需要接收天空中大于 3顆的衛(wèi)星信號所發(fā)的信息。 這三部分的 關(guān)系 圖 如圖 1所示。目前全球 一共有 24 顆衛(wèi)星分布在 6個 不同的 軌道平面上 ， 2 為 GPS技術(shù)的信息獲取提供主要來源； 第三， 用戶裝置部分 。 GPS技術(shù)整體比較復(fù)雜，但從不同的技術(shù)領(lǐng)域來分，可以分為以下三個主要部分 ： 第一， 地面控制部分 。此外，包括實時 監(jiān)測 核武器動向 ， 對 地 、 海 、 空三大領(lǐng)域 進行全天候的、 實時的 無漏洞的 導(dǎo)航服務(wù) 也是其主要目的之一。 二 GPS 定位信息顯示系統(tǒng)方案設(shè)計 （ 一 ） GPS 全球定位系統(tǒng)簡介 GPS 是 新一代空間衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng) —— Global Positioning System 的 簡稱 ， 由美國 在 21 世紀(jì) 70年代 研制開發(fā) 。以單片機為核心組成部分， 對所 提取的信息進行分析，處理，利用液晶顯示器 構(gòu)成顯示電路，實時準(zhǔn)確地 顯示所需的數(shù)據(jù) 。 本文擬 設(shè)計 一個簡單的基于單片機的 GPS定位信息顯示系統(tǒng) ，整個 系統(tǒng) 的構(gòu)成 簡單 ， 基本 性能 齊全 ， 價格 便宜， 具有一定的實用價值。 今天，已經(jīng)有很多 基于此類 GPS技術(shù)及基本功能 的基礎(chǔ)上開發(fā)的產(chǎn)品，如 GPS 手持機， GPS 導(dǎo)航 設(shè)備等 。 現(xiàn)在的 GPS技術(shù) 中最關(guān)鍵的 就是 如何解決 GPS信號 是否能被準(zhǔn)確接收 和調(diào)制輸出的的問題。 目前已經(jīng)被廣泛用于 陸?？杖箢I(lǐng)域 。 【關(guān)鍵詞】： GPS； 單片機 ； 串行通信 ； 實時顯示 模塊 ABSTRACT GPS ( Global Positioning System ) global positioning system in today39。 文章從 硬件 設(shè)計 和軟件 設(shè)計兩個 方面 ， 闡述 了 MCS51 系列單片機如何與 GPS 接收模塊實現(xiàn)串行通信， 結(jié)果 顯示 GPS定位信息， 并利用 Proteus 仿真軟件 ， 對其性能進行了仿真測試 。 由于其良好的性能，精度高，適用范圍廣等特點，被廣泛應(yīng)用于陸地，海洋，航空航天等領(lǐng)域。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中作了明確說明并表示謝意。 基于單片機的簡易 GPS定位信息顯示系統(tǒng)設(shè)計 系 部： 電子與通信工程系 學(xué)生姓名： 專業(yè)班級： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師：