【正文】 DHSJK JK 平，且作為輸入。 P2 口： P2 口緩沖器可以輸出并接收 4 個(gè) TTL 門電流。 P1 口是 8 位的并且自身能提供上拉電阻的雙向 I/O 口，在編程和校驗(yàn) FLASH 時(shí)， P1 口作為低八位地址接收。外部的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器也能使用 P0口，同時(shí) P0口也可以作為成數(shù)據(jù)的低八位地址。當(dāng)編程 FIASH 時(shí)， P0口輸入為原碼。 P0口： P0口每腳都可以吸收 TTL 門電流，是一個(gè) 8位的漏級(jí)開路雙向 I/O 口。 (1) 存儲(chǔ)器尋址范圍 64 字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器以及 64K 字節(jié)程序存儲(chǔ)器 (2) 電源控制模式 空閑模式 掉電模式 時(shí)鐘可停止和恢復(fù) (3) 兩個(gè)工作頻 率范圍 12 時(shí)鐘模式時(shí)為 0~33MZH 6 時(shí)鐘模式時(shí)為 0~20MHZ (4) 12 時(shí)鐘操作，也可通過軟件或并行編程器選擇 6 時(shí)鐘時(shí)鐘操作 (5) 89C51 核心處理單元 全靜態(tài)操作 布爾處理器 89C51X2：具有 4k 字節(jié)的 Flash 89C52X2：具有 8k 字節(jié)的 Flash 89C54X2：具有 16k 字節(jié)的 Flash 89C58X2：具有 32k 字節(jié)的 Flash 89C51X2：具有 128k 字節(jié)的 RAM 89C52X2/54X2/58X2：具有 256k 字節(jié)的 RAM (6) 異步端口復(fù)位 (7) 3 個(gè)加密位 (8) 4 個(gè) 8 位 I/O 口 (9) LQFP， PLCC，以及 DIP 封裝 (10) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T1 和 T0(80C51 標(biāo)準(zhǔn) )， T2(比較和捕獲 )是增加的 (11) 溫度范圍擴(kuò)展 (12) 增強(qiáng)型收發(fā)全雙工 UART 識(shí)別自動(dòng)地址 檢測(cè)幀數(shù)的錯(cuò)誤 (13) 低 RMI(禁止 ALE 以及 6 時(shí)鐘模式 ) (14) 雙數(shù)據(jù)指針 (15) 可通過外部中斷來喚醒掉電模式 DHJKSDH JD JKHFJKDSH JKDFHJK HJFKDHJK JKDHFJH JDKFHJK HFJKDHJ KDHFJH JDHSJK JK (16) 中斷優(yōu)先級(jí) 4 個(gè) (17) 中斷源 6 個(gè) (18) 可編程時(shí)鐘輸出 圖 22 51 單片機(jī)結(jié)構(gòu)圖 DHJKSDH JD JKHFJKDSH JKDFHJK HJFKDHJK JKDHFJH JDKFHJK HFJKDHJ KDHFJH JDHSJK JK 圖 23 單片機(jī)管腳圖 單片機(jī)管腳說明： VCC：供電電壓 5V。在選擇空閑模式時(shí)會(huì)將 CPU 凍結(jié)，但是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、定時(shí)器以及中斷系統(tǒng)和串口卻仍然在工作。同時(shí)頻率可降至 0，具有極寬的操作頻率范圍。 89C51 系列單片機(jī)帶有非易失性的 Flash程序存儲(chǔ)器，支持 12 時(shí)鐘和 6 時(shí)鐘操作，并由先進(jìn) CMOS 工藝制造。 DHJKSDH JD JKHFJKDSH JKDFHJK HJFKDHJK JKDHFJH JDKFHJK HFJKDHJ KDHFJH JDHSJK JK 2 硬件設(shè)計(jì) 硬件總體設(shè)計(jì) 硬件總體設(shè)計(jì)框架如圖 21 所示，主要由以下模塊組成： (1)89C52RC 單片機(jī)，(2)GPS 模塊 (3)11264 點(diǎn)陣液晶 LCD 模塊 (4)電平轉(zhuǎn)換模塊。與 PC 機(jī)的通信，采用的是串行異步通信方式，從單片機(jī) TXD 和 RXD端的 TTL 電平到 PC 機(jī)的標(biāo)準(zhǔn) RS232 電平的轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)采用美信公司的 MAX232 芯片。 GPS 模塊型號(hào)為 HOLUX M89， 使用聯(lián)發(fā)科技公司 (MTK)所設(shè)計(jì)的低 耗電量芯片 MT3318。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 圖 14 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖 系統(tǒng)采用 STC89C52RC 單片機(jī)作為控制器，進(jìn)行收集經(jīng)緯度定位坐標(biāo)和衛(wèi)星時(shí)間，并通過與記錄的目的地坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行比較而進(jìn)行簡(jiǎn)單的導(dǎo)航。 1993 年底， 24 星座 GPS 系統(tǒng)終于全面建成。 第三階段：實(shí)用組網(wǎng)。 1979 年到 1984 年間，美國(guó)政府又陸續(xù)將 7 顆試驗(yàn)型的衛(wèi)星送人軌道，同時(shí)也研發(fā)了各種用途的衛(wèi)星信號(hào)地面接收機(jī)。研發(fā)了地面接收機(jī)，同時(shí)建成地面的衛(wèi)星 接收網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在硬件和軟件上進(jìn)行了全方面的試驗(yàn)。 GPS 的建成歷經(jīng)了三個(gè)階段： 第一階段：完成方案的論證和初步設(shè)計(jì)。而且從大地測(cè)量學(xué)來看，由于它的定位速度慢，測(cè)站平均觀測(cè) 2天，精度較低，只有 35 米的單點(diǎn)定位精度和約為 1 米相對(duì)定位精度，所以，該系統(tǒng)很難運(yùn)作在大地測(cè)量學(xué)和地球動(dòng)力學(xué)研究方面。 由于該系統(tǒng)衛(wèi)星數(shù)目不多，工作衛(wèi)星只有 6 顆，同時(shí)只有平均約為 1000km 的運(yùn)行高度，而從地面站觀測(cè)到衛(wèi)星的時(shí)間的間隔也非常長(zhǎng)，平均約 個(gè)小時(shí)。而在 1967 年，美國(guó)政府解鎖并開放了該系統(tǒng)，允許民間使用。同時(shí)也被稱為“子午衛(wèi)星系統(tǒng)”，因?yàn)?NNSS 中的衛(wèi)星軌道穿過了地極。 1958 年 12 月，美國(guó)為了給在北極的核潛艇提供精確的導(dǎo)航定位，美國(guó)海軍聯(lián)合詹姆斯 DHJKSDH JD JKHFJKDSH JKDFHJK HJFKDHJK JKDHFJH JDKFHJK HFJKDHJ KDHFJH JDHSJK JK 全球定位系統(tǒng) GPS 發(fā)展概述 簡(jiǎn)稱 GPS 的全球定位系統(tǒng) (global positioning system)是隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而建立起來的新一代精密衛(wèi)星定位系統(tǒng)。目前MD4200可以完成一次 充電不低于 20分鐘的飛行時(shí)間。選配的 GPS 系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)空間位置鎖定與自動(dòng)航點(diǎn)導(dǎo)航功能，還可以選擇以 microSD卡作為記錄器的飛行記錄儀來實(shí)時(shí)記錄和分析飛行數(shù)據(jù)，所有重要的飛行數(shù)據(jù)都可以下載到數(shù)據(jù)中心，包括電池狀態(tài)、高度、姿態(tài)、位置、飛行時(shí)間等。其 AAHRS(高度、姿態(tài)和航向參考系統(tǒng) )使用了如下幾種傳感器：加速計(jì)、陀螺儀、磁力計(jì)、氣壓計(jì)、濕度計(jì)、溫度計(jì)。 在德國(guó)，已研發(fā)了一種叫做 Microdrones GmbH MD4200垂直起降的微型無人飛行器。中國(guó)中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所機(jī)器人學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室是在 2020 年成立的，此前作為中國(guó)科學(xué)院機(jī)器人學(xué)的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。 在災(zāi)害搜救實(shí)際測(cè)試中，無人四軸飛行器很好地完成了從自主起飛，然后根據(jù)預(yù)設(shè)的航跡點(diǎn)進(jìn)行自主巡航飛行，懸停在空中或超低空來獲取需要的數(shù)據(jù)或拍攝照片或視頻，最后進(jìn)行自主降落等一系列科目，非常完美地執(zhí)行了測(cè)試內(nèi)容。 國(guó)內(nèi)外四軸飛行器自主導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀 國(guó)內(nèi)外飛行器的發(fā)展和應(yīng)用 2020 年 5 月 21 日， 一臺(tái)叫做“旋翼飛行機(jī)器人”的空中多功能自主飛行機(jī)器人在 中國(guó) 中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所研制成功，并在災(zāi)害搜救的實(shí)際測(cè)試中取得很好的效果，并已經(jīng)小批量地投入生產(chǎn)。據(jù)報(bào)道自 2020 年 9 月起，為了提高輸電線路的巡檢水平，江西省電力公司采用了無人機(jī)航巡輸電線路，對(duì)輸電線路本體 缺陷、通道隱患進(jìn)行快速探測(cè)，在各種地形復(fù)雜、氣候惡劣的不利條件下，在第一時(shí)間里準(zhǔn)確、及時(shí)、高效地取得現(xiàn)場(chǎng)資料。 裝載了 GPS 自 主巡航系統(tǒng)后的飛行器大大拓展了其在民用與軍用上的泛用性。 常規(guī)飛行器一般用慣性導(dǎo)航設(shè)備或多普勒測(cè)地速設(shè)備，但由于龐大的體積、昂貴的價(jià)格等因素，難以應(yīng)用于輕巧而廉價(jià)的四軸飛行器。 目錄 .............................................................................................................................. III 1 緒論 ............................................................................................................................ 1 研究背景 ................................................................................................................. 1 國(guó)內(nèi)外四軸飛行器自主導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀 ......................................................... 1 國(guó)內(nèi)外飛行器的發(fā)展和應(yīng)用 .............................................................................. 1 全球定位系統(tǒng) GPS 發(fā)展概述 ............................................................................. 3 系統(tǒng)簡(jiǎn)介 ................................................................................................................. 4 系統(tǒng)功能簡(jiǎn)介 ...................................................................................................... 4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 ...................................................................................................... 4 2 硬件設(shè)計(jì) .................................................................................................................... 5 硬件總體設(shè)計(jì) ......................................................................................................... 5 處理器的選擇 ......................................................................................................... 5 89C51 系列單片機(jī)簡(jiǎn)介 ....................................................................................... 5 單片機(jī)管腳說明： .............................................................................................. 8 GPS 模塊 ............................................................................................................... 10 GPS 硬件介紹 .................................................................................................... 10 GPS 衛(wèi)星信號(hào) .....................................................................................................11 GPS 定位誤差 .....................................................................................................11 LCD 顯示模塊介紹 .............................................................................................. 12 鍵盤模塊 ............................................................................................................... 13 串口模塊 ............................................................................................................... 14 3 軟件設(shè)計(jì) .................................................................................................................. 15 GPS 模塊程序設(shè)計(jì) ............................................................................................... 15 GPS 數(shù)據(jù)格式 (NMEA0183) ...................