【正文】 h ,1eh mov 79h ,1fh mov 7ah ,20h mov 7bh ,21h mov 7ch ,22h mov 7dh ,23h mov 7eh ,24h mov 7fh ,20h MOV R0 ,70H MOV R3 ,10H call dis 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計）論文 34 lat: 。日期格式調(diào)整模塊 MOV R2 ,80H LCALL ENABLE LCALL WRITE mov 63h ,32h mov 64h ,30h mov 65h ,44h mov 66h ,45h mov 67h ,/ mov 68h ,42h mov 69h ,43h mov 6ah ,/ mov 6bh ,40h mov 6ch ,41h mov 6dh,20h mov 6eh ,20h mov 6fh ,20h MOV R0 ,60H MOV R3 ,10H call dis lon: 。秒 mov 6bh ,15h。分 mov 68h ,13h。 mov 66h ,: 。清屏 ACALL ENABLE mov 60h ,20h mov 61h ,20h mov 62h ,20h mov 63h ,20h mov 64h ,10h。 其程序模塊如下： 潘越： 基于單片機的 GPS 設(shè)計 31 time:。儲存 call rec mov r0,a inc r0 djnz r1,store RET rec: JB RI,goout inc r2 cjne r2,255,rec mov r2,0h inc r3 cjne r3,255,rec mov r3,0h 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計）論文 30 inc r4 cjne r4,5,rec mov r4,0h call nosignal jmp wait goout: CLR RI mov r2,0h mov r3,0h mov r4,0h mov r5,0h MOV A,SBUF RET 數(shù)據(jù)格式調(diào)整送顯模塊 對于前面程序模塊取入的數(shù)據(jù)，還要通過數(shù)據(jù)格式調(diào)整才能送到顯示模塊進(jìn)行顯示，在 NAEA 0183 語句中我們已經(jīng)知道，所取入的 GPRMC中包含了很多的地理信息，但是由于我們的應(yīng)用所限，往往只能用到其中的一部分，比如我們所用到的緯度、經(jīng)度、 UTC 時間和 UTC 日期，由于我們在上面數(shù)據(jù)接收模塊程序中已 經(jīng)把 GPRMC 所包含的所有數(shù)據(jù)已經(jīng)順序存放在單片機中，所以我們只需要按照 NAEA 0183 語句所提供的格式 按位 選取出緯度、經(jīng)度、 UTC 時間和 UTC 日期就可以了。數(shù)據(jù)儲存起始地址 mov r1,42h。?。39。?。39。由于這些語句都是已 $GP 開頭的，并且 $GPRMC 這條語句與別的語句差別的地方就是 MC 這兩個字母，故從精簡程序和節(jié)約 CPU 資源的角度考慮，在程序中也只判斷 M 和 C 這兩個字母。 程序如下： MOV P0,0H。串口工作方式選擇 SETB TR1 MOV SCON,70H。定時器初始賦值 AT89S51 串口、液晶顯示模塊初始化 開始 判斷是 否為$GPRMC 語句 接收并儲存到單片機分配的地址中 篩選 UTC 時間、經(jīng)緯度數(shù)據(jù)并調(diào)整格式 送液晶顯示模塊顯示UTC 時間、經(jīng)緯度 N Y 潘越： 基于單片機的 GPS 設(shè)計 27 MOV TL1,0FDH。 其程序如下： MOV TMOD,20H。 該系統(tǒng)具體程序詳見附錄二。 在設(shè)計該 軟件 時 采用了模塊化的思想， 之所以采用的模塊化的設(shè)計思想，主要是想到了軟件模塊化后方便軟件的調(diào)試，同時也方便了該軟件的移植，在不同的硬件平臺上運行該 軟件只需要更改相應(yīng)的軟件模塊就可以實現(xiàn)。還可以在 GPS 信號接收模塊接收到 GPS 數(shù)據(jù)后，進(jìn)行數(shù)據(jù)文本輸出，衛(wèi)星狀態(tài)查四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計）論文 24 看（衛(wèi)星數(shù)量、可用數(shù)、信號強度）， GPS 信號漂移分析等。 SERF GS1100 GPS 信號接收模塊生產(chǎn)商推薦的是 uNav Analyzer。 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計）論文 22 圖 4－ 2 COMPort Debuger 界面圖 單片機程序編程軟件―― 在調(diào)試程序的過程中，通常要將已經(jīng)用 Keil uVision2 編譯連接好的程序?qū)懙絾纹瑱C上去，然后安裝在硬件系統(tǒng)上進(jìn)行整體的調(diào)試，這時就需要一款編程軟件和編程器來完成以上工作，由于選用的單片機是 AT89S51（支持在 系統(tǒng) ISP 編程） ，所以我選擇了 這款編程配合燒錄程序。 該軟件具有串口端口選擇，波特率選擇，數(shù)據(jù)位選擇，停止和校驗位選擇等等，而且在發(fā)送區(qū)域內(nèi)還可以設(shè)定自動發(fā)送數(shù)據(jù)的時間間隔，這些功能已經(jīng)完全滿足對串口進(jìn)行簡單的調(diào)試。 Keil uVision2與同類開發(fā)環(huán)境具有以下優(yōu)點： ①真正的集成調(diào)試環(huán)境 ,集成了編緝器、編譯 器、調(diào)試器； ②眾多強大軟硬件調(diào)試手段 ,包括邏輯分析儀、跟蹤器、邏輯筆、波形發(fā)生器、影子 存儲器、記時器、程序時效分析、 數(shù)據(jù)時效分析、硬件測試儀、事件觸發(fā)器； ③所有類型的單片機集成在一個調(diào)試環(huán)境下 ,支持匯編、 C、 PL/M源程序混合調(diào)試； ④支持軟件模擬，支持項目管理； ⑤支持點屏功能 ,直接點擊屏幕就可以觀察變量的值 ,方便快捷； ⑥功能強大的觀察窗口 ,支持所有的數(shù)據(jù)類型； ⑦樹狀結(jié)構(gòu)顯示，一目了然； ⑧在線直接修改、編譯、調(diào)試源程序，錯誤指令定位 開發(fā)界面如圖 4－ 1所示 。 6經(jīng)度半球， E（東經(jīng)）或 W（西經(jīng)）； 7地面速率， 節(jié)～ 節(jié)； 8地面航向， 度～ 度； 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計）論文 20 9UTC 日期， ddmmyy（日月年）格式； 10磁偏角， 度～ 180 度； 11磁偏角方向， E（東）或 W（西） 。語句多達(dá) 10 余種，由于在此次設(shè)計中只運用到了 $GPRMC 定位數(shù)據(jù)語句，其結(jié)構(gòu)為： $GPRMC,1,2,2,4,5,6,7,8,9,10,11*hhCRLF 其中“ GP”為交談識別符；“ RMC”為語句識別符；“ hh”為校驗和，其代表了“ $”與“ *”之間所有字符的按位異或值（不包括這兩個字符）。 這種格式的廣泛使用使得 GPS 接收模塊的通用化和互換性大大提高?，F(xiàn)在除少數(shù) 早期的 GPS 接收機外，幾乎所有的 GPS 接收機均采用了這一格式。它是在過去海用電子設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)格式 0180 和 0182 的基礎(chǔ)上，增加了 GPS 接收機輸出的內(nèi)容而完成 的。硬件電路設(shè)計詳圖 請見 附錄 一 。 鎳氫電池可以反復(fù) 充電，從而降低了該系統(tǒng)的使用成本。 潘越： 基于單片機的 GPS 設(shè)計 17 圖 3－ 7 MAX232 芯片在單片機中 的典型應(yīng)用 該電路就可以實現(xiàn) GPS 接收模塊與 AT89S51 單片機之間的通訊。 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計）論文 16 DB0 DB7 E R/W RS VL BLK BLA …… …… …… 5K 0V 0V 5V A T 8 9 S 5 1 1 6 0 2 L C M 根據(jù)編程時我所采用的方法 ， 決定采用 圖 3－ 6 的連 接方式連接 單片機和 1602LCM 液晶顯示模塊 。 第 15～ 16 腳：空腳 。當(dāng) RS 和 RW 共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS 為低電平RW 為高電平時可以讀忙信號，當(dāng) RS 為高電平 RW 為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。 第 2 腳： VDD 接 5V 正電源 。 圖 3－ 3 SERF GS1100 GPS 信號接收模塊 1602 液晶顯示模塊介紹 主要技術(shù)參數(shù) 數(shù)和顯示特性 ： 顯示容量： 16 2 個字符 芯片工作電壓： ～ 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計）論文 14 工作電流： （ ） 模塊最佳工作電壓： 字符尺寸： （ W H） mm 配置 LED背光 內(nèi)帶 字符發(fā)生存儲器（ CGROM， CGRAM) 能夠顯示 160個不同的點陣字符圖形 多種軟件功能：光標(biāo)顯示、畫面移位、自定義字符 其字符與圖形在 CGROM和 CGRAM中的對應(yīng)的關(guān)系 如表 3－ 1所示 。 工作電壓為 5V177。 而在數(shù)據(jù)輸出方面信號電平是采用的標(biāo)準(zhǔn)的 RS－ 232 電平，為應(yīng)用的潘越： 基于單片機的 GPS 設(shè)計 13 通用性提供了便利，其波特率為常用的 9600， GPS 數(shù)據(jù)輸出格式為標(biāo)準(zhǔn)的 標(biāo)準(zhǔn)，采集地理信息的更新 速率 為每秒一次，地圖坐標(biāo)系為 WGS－ 84 坐標(biāo)系。片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 SERF GS1100 GPS 信號接收模塊介紹 該設(shè)計 中 GPS 信號接收模塊所選用的是 SERF GS1100 GPS 接收模塊，該模塊是由 深圳 市瑟孚電子有限公司所生產(chǎn)?？删幊檀型ǖ? 全新的加密算法 雙數(shù)據(jù)指示器 5個中斷源 32可編程 I/O線 三級程序存儲器鎖定 最高工作頻率為 33MHz 4K字節(jié)可編程 Flash存儲器 ；壽命： 1000寫 /擦循環(huán)；數(shù)據(jù)保留時間： 10年 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計）論文 12 圖 3－ 2 AT89S51管腳示意圖 AT89S51的主要特性： AT89S51 是一個低功耗高性能單片機， 40 個引腳， 32 個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時內(nèi)含 2個外中斷口， 2個 16 位可編程定時計數(shù)器 ,2個全雙工串行通信口， AT89S51可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。其大體結(jié)構(gòu)框圖如下 。 從上面的分析 可以知道， GPS 接收模塊就能夠很好的作為本次設(shè)計接收 GPS 定位信號的解決方案， 經(jīng)過大規(guī)模工廠生產(chǎn)后價格已經(jīng)很低， 并且這些模塊在市面上也能夠 非常容易的購買到。不過對于我們 也并不影響其應(yīng)用 。 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(shù)已經(jīng)相當(dāng)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的串口輸出 GPS 地理信息。在接收 GPS 方案上我們可以有兩種選擇 。用戶通過輸入輸出接口，采用異步異步串行通信方式與 GPS 接收模塊進(jìn)行信息交換。 GPS 接收模塊的工作原理是它接收天線獲取的衛(wèi)星信號，進(jìn)過變頻、放大、濾波、相關(guān)、混頻等一系列 處理，可以實現(xiàn)對天線視界內(nèi)衛(wèi)星的跟蹤、鎖定和測量。實驗表明，利用差分 GPS，定位精度可提高到 5 米。 為 了達(dá)到更 高 的 定位精度， 往往還 采用 了 差分 GPS(DGPS)技術(shù)，建立基準(zhǔn)站 (差分臺 )進(jìn)行 GPS 觀測，利用已知的基準(zhǔn)站精確坐標(biāo)，與觀測值進(jìn)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(hù)政策，使得民用 GPS 的定位精度只有 100 米?？紤]到衛(wèi)星的時鐘與接收機時鐘之間的誤差，實際上有 4 個未知數(shù)， X、 Y、 Z 和鐘差，因而需要引入第 4 顆衛(wèi)星，形成