【正文】 2020 年 10 月 9 日 聲 明 本人所呈交的 基于單片機的簡易 GPS 定位信息顯示系統(tǒng)設計 ， 是我在指導教師的指 導和查閱相關著作下獨立進行分析研究所取得的成果。 除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含其他個人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。 作者簽名： 日期： 摘 要 GPS（ Global Positioning System） 全球定位系統(tǒng)是當今信息時代發(fā)展中的重要組成部分。本文提出了一種微控制器 作為核心控制設備， 由 GPS 接收模塊、 實時 顯示模塊等 功能電路構成的 GPS 實 時顯示 系統(tǒng) 。 該設計電路簡單， 成本低，性能好，具有一定的實用價值。s information age is the important part in the development of. Because of its good performance, high precision, wide application characteristics, are widely used in terrestrial, marine, aviation, aerospace field. This paper describes the design of a single chip microputer as the core control device, received by GPS module, display module and other functional circuit consisting of GPS realtime display system. This paper from the hardware design and the software design two aspects, elaborated the MCS51 Series MCU and GPS receiving module to realize serial munication, the results showed that GPS positioning information, and the use of Proteus simulation software. The performance of the simulation test. The design has the advantages of simple circuit, low cost, good performance, has a certain practical value. 【 KEY WORD】 : GPS； microcontroller； Serial munication； The realtime display module 目 錄 一 概述 ...................................................................................................................................... 1 （一）系統(tǒng)設計背景及 意義 ............................................................................................. 1 （二）系統(tǒng)設計主要內(nèi)容 ................................................................................................. 1 二 GPS定位信息顯示系統(tǒng)方案設計 ....................................................................................... 1 （一） GPS 全球定位系統(tǒng)簡介 ......................................................................................... 1 （二） GPS 信號接收方案的解決 ..................................................................................... 2 （三） GPS 接收模塊簡介 ................................................................................................. 2 （四）總體方案的設計 ..................................................................................................... 3 三 硬件電路設計 ...................................................................................................................... 4 （一 ）硬件總體結(jié)構框圖 ................................................................................................. 4 （二）單片機性能概述 ..................................................................................................... 4 （三） SiRF Star II GPS 信號接收模塊 ........................................................................ 7 （四）實時顯示模塊概述 ................................................................................................. 8 （五）電路原理圖 ............................................................................................................. 9 四 軟件設計 .............................................................................................................................. 9 （一）軟件設計思路 ......................................................................................................... 9 （二）程序流程圖 ........................................................................................................... 10 （三）模塊軟件設計 ....................................................................................................... 10 五 軟件調(diào)試與仿真測試 ........................................................................................................ 14 （一）軟件調(diào)試 ............................................................................................................... 14 （二）仿真測試過程 ....................................................................................................... 14 六 總結(jié) .................................................................................................................................... 16 致 謝 ...................................................................................................................................... 17 參考文獻 .................................................................................................................................. 17 附錄一 電路原理圖 .............................................................................................................. 18 附錄二 仿真電路原理圖 ...................................................................................................... 19 附錄三 源程序 ...................................................................................................................... 20 1 一 概述 （ 一 ） 系統(tǒng)設計 背景及 意義 GPS是英文 Global Positioning System 全球定位系統(tǒng) 的簡稱 ，它 提供實時全天候和全球性的導航服務， 并用于情報收集，應急通信和一些其他用途。 例如 ：陸地 的 GPS 技術 應用，它可以應用在各種車輛的行駛狀態(tài)監(jiān)控 中 ； 在 海洋應用 中 ， GPS 技術 可以 應用于 遠洋船舶的最佳航線測定； 在航空航天 應用， GPS 技術可以應用到民用飛機在運輸過程中的自主導航。此外，準確 顯示 出當時所在地方的經(jīng)度和緯度、 時間， 也直接關系到 這種 技術是否具有良好的實用價值 。 GPS 技術的確具備 功能強大 、可擴展性好等優(yōu)勢， 但 同時也具有價格 昂貴 、電路復雜等缺點 。 （ 二 ） 系統(tǒng)設計 主要內(nèi)容 在學習 微控制器和 GPS的 理論知識基礎上，選擇合適的微控制器和 GPS 接收模塊，通過 GPS 接收 并提取 衛(wèi)星信息 。設計完成后利 用Proteus 軟件仿真測試其性能 。 GPS技術在研究的初始階段 其主要 的 目的是為收集情報 。目前， GPS 技術還被廣泛地應用與 應急通信和其他一些軍事目的 、經(jīng)濟領域 。主要包括 主控站 、 地面天線 以及 電臺和通訊輔助系統(tǒng) ； 第二， 空間 控制 部分 。該部分主要包括衛(wèi)星天線以及 GPS 接收機 兩個模塊 。 圖 1 GPS 全球定位系統(tǒng)組成 其主要工作 原理是由地面監(jiān)控部分來計算從衛(wèi)星發(fā)出的信號到達 GPS 接收機，即用戶裝置部分的時間間隔，利用公式計算出用戶裝置到基準衛(wèi)星的距離。然后在三維坐標系中，利用距離的計算工式，求解出觀測點的位置坐標。 （ 二 ） GPS 信號接收方案 的 關鍵問題 為了能夠 實現(xiàn)在液晶顯示器上 準確、實時的 顯示出 所 接收到的 GPS數(shù)據(jù)信息， 核心問題就是如何處理來自衛(wèi)星的信號與 GPS 接收器芯片 之間的數(shù)據(jù)通信。此外，還應該 根據(jù) 核心 芯片的設計標準， 對整個外圍電路、天線模塊等進行 設計 ，進而保證在 GPS 完成衛(wèi)星信息的接收之后，能夠準確計算出觀測點的經(jīng)度、緯度以及高度，并將結(jié)果通過 定位模塊的輸出 ，在顯示電路模 塊顯示出來。目前，市場上的 GPS接收模塊 的 型號很多 ，不同型號的接收模塊在結(jié)構、 功能 、價格上也存在差異。然后將對所測信號進行解調(diào)，將該信號轉(zhuǎn)換為導航電文。在整個過程中 ， 為保證信息獲取的實時性，要求 用戶 能夠 通過輸入 和 輸出接口很方便的實現(xiàn)與 GPS接收模塊的 信息交換 ，也就是系統(tǒng)應該具有友好的人機交互界面。 目前市面上單片機的種類繁多，功能各異。在 GPS信號的接收部分 ，將采用 SiRF Star II GPS 信號接收模塊 與 MCS51 單片機串行接口 相連實現(xiàn)數(shù)據(jù)信號的輸出。最終的計算結(jié)果將通過 MCU 并行接口模塊輸出