【正文】 L1(Pin19)：片內(nèi)振蕩電路的輸入端；XTAL2(Pin18)：片內(nèi)振蕩電路的輸出端。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容[4]。第三章 基于單片機(jī)的GPS硬件電路設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的GPS硬件電路總體結(jié)構(gòu)根據(jù)總體設(shè)計(jì)方案，該基于單片機(jī)的GPS硬件電路設(shè)計(jì)主要由GPS信號(hào)接收部分（SiRF Star II GPS信號(hào)接收模塊）、控制芯片（STC89C52單片機(jī)）、顯示部分（12864LCD液晶顯示模塊）這幾部分構(gòu)成。 單片機(jī)控制程序：編寫(xiě)程序，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)控制系統(tǒng)的初始化，控制GPS器件完成數(shù)據(jù)的采集,進(jìn)行相應(yīng)的信號(hào)處理，并通過(guò)單片機(jī)接口輸出至液晶顯示模塊顯示必要的數(shù)據(jù)。SiRF Star II GPS接收模塊主要由變頻器、信號(hào)通道、存儲(chǔ)器、中央處理器和輸入輸出接口構(gòu)成。利用其串行接口接收SiRF Star II GPS接收模塊輸出的NMEA0183語(yǔ)句數(shù)據(jù)，并將接收到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)篩選和處理后發(fā)送到12864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(gè)部分組成： (1) 接收部分：以SiRF Star II GPS接收模塊為核心的GPS接收機(jī)； (2) 控制電路：由51單片機(jī)作為微處理器控制GPS信號(hào)； (3) 顯示部分：12864LCD液晶顯示模塊； (4) 電源電路部分:用以提供系統(tǒng)工作時(shí)所必須的電。 GPS接收模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu) 總體方案的設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)要求通過(guò)單片機(jī)控制GPS器件實(shí)現(xiàn)定位信息顯示功能。在獲取了衛(wèi)星的位置信息和測(cè)算出衛(wèi)星信號(hào)傳播時(shí)間之后，即可計(jì)算出天線位置。 GPS接收模塊的研究GPS接收模塊是接收機(jī)的關(guān)鍵部分，而且型號(hào)很多，功能各異，一般組成結(jié)構(gòu)主要由低噪聲下變頻器、并行信號(hào)通道、CPU、儲(chǔ)存器等組成。并且在經(jīng)過(guò)大規(guī)模的商業(yè)化生產(chǎn)后價(jià)格已經(jīng)能被我們所接受，這樣的模塊在市面上也能夠容易的購(gòu)買(mǎi)到。第一種方案是選擇GPS接收芯片然后再根據(jù)芯片設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)外圍電路和安裝天線等，選擇這個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)是可以掌握到GPS接收部分的電路設(shè)計(jì)技術(shù)，但是這個(gè)方案的缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的，首先實(shí)現(xiàn)的難度較大，不容易成功，其次由于GPS接收芯片一般都是廠商直接供貨，單獨(dú)采購(gòu)價(jià)格會(huì)很高。 GPS信號(hào)接收方案選擇要實(shí)現(xiàn)在液晶顯示器上顯示出接收到的GPS數(shù)據(jù)信息，首先要實(shí)現(xiàn)GPS信號(hào)的接收。接收機(jī)收到該修正數(shù)后，與自身的觀測(cè)值進(jìn)行比較，消去大部分誤差，得到一個(gè)比較準(zhǔn)確的位置。美國(guó)政府宣布從2000年起，在保證美國(guó)國(guó)家安全不受威脅的前提下，取消SA政策，GPS民用信號(hào)精度在全球范圍內(nèi)得到改善，利用C/A碼進(jìn)行單點(diǎn)定位的精度由100米提高到20米?？紤]到衛(wèi)星的時(shí)鐘與接收機(jī)時(shí)鐘之間的誤差，實(shí)際上有4個(gè)未知數(shù)，X、Y、Z和鐘差，因而需要引入第4顆衛(wèi)星，形成4個(gè)方程式進(jìn)行求解，從而得到觀測(cè)點(diǎn)的經(jīng)緯度和高程。只要有4顆衛(wèi)星的定位信息，GPS接收機(jī)就能向用戶提供三維坐標(biāo)、時(shí)間及移動(dòng)速度等信息參數(shù)。 Block2衛(wèi)星圖全球定位系統(tǒng)有很多特點(diǎn)，其主要特點(diǎn)如下：(1) 全天候；(2) 全球覆蓋；(3) 三維定速定時(shí)高精度；(4) 快速省時(shí)高效率；(5) 應(yīng)用廣泛多功能。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(jìn)入了生產(chǎn)作業(yè)階段。(3) 用戶裝置部分，主要由GPS接收機(jī)和衛(wèi)星天線組成[3]。全球定位系統(tǒng)由三部分構(gòu)成：(1) 地面控制部分，由主控站(負(fù)責(zé)管理、協(xié)調(diào)整個(gè)地面控制系統(tǒng)的工作)、地面天線(在主控站的控制下，向衛(wèi)星注入尋電文)、監(jiān)測(cè)站(數(shù)據(jù)自動(dòng)收集中心)和通訊輔助系統(tǒng)(數(shù)據(jù)傳輸)組成。第二章 GPS定位信息顯示系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) GPS全球定位系統(tǒng)簡(jiǎn)介 全球定位系統(tǒng)(GPS)是本世紀(jì)70年代由美國(guó)陸?？杖娐?lián)合研制的新一代空間衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。 論文主要內(nèi)容本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是在GPS和單片機(jī)的理論知識(shí)基礎(chǔ)上，選擇合適的單片機(jī)提取GPS接收模塊接收的數(shù)據(jù)并且由液晶顯示模塊顯示接收的數(shù)據(jù)。現(xiàn)在世面上已經(jīng)有許多基于GPS接收模塊所開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品，如GPS手持機(jī)、車載GPS導(dǎo)航儀等等，雖然其功能強(qiáng)大，但價(jià)格相對(duì)而言比較昂貴，而且對(duì)于普通應(yīng)用沒(méi)有必要。GPS技術(shù)的航天應(yīng)用GPS技術(shù)在航天方面同樣也有著很重要的作用：低軌道通訊衛(wèi)星群的實(shí)時(shí)軌道測(cè)量；衛(wèi)星入軌和衛(wèi)星回收的實(shí)時(shí)點(diǎn)位測(cè)量；載入航天器的在軌防護(hù)探測(cè)；星載GPS的遮掩天體大小和大氣參數(shù)測(cè)量；對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星的七維狀態(tài)參數(shù)和三維狀態(tài)參數(shù)測(cè)量[2]。GPS技術(shù)的海洋應(yīng)用GPS技術(shù)在海洋方面有著極其重要的作用，比如：遠(yuǎn)洋船舶的最佳航線測(cè)定；遠(yuǎn)洋船隊(duì)在途中航行的實(shí)時(shí)調(diào)度和監(jiān)測(cè)；內(nèi)河船只的實(shí)時(shí)調(diào)度和自主導(dǎo)航測(cè)量；海洋救援的搜索和定點(diǎn)測(cè)量；遠(yuǎn)洋漁船的結(jié)隊(duì)航行和作業(yè)調(diào)度；海洋油氣平臺(tái)的就位和復(fù)位測(cè)定；海底沉船位置的精確探測(cè)；海底管道鋪設(shè)測(cè)量；海岸地球物理勘探；水文測(cè)量；海底大地測(cè)量控制網(wǎng)的布測(cè)；海底地形的精細(xì)測(cè)量；船運(yùn)貨物失竊報(bào)警；凈化海洋；海洋糾紛或海損事故的定點(diǎn)測(cè)定；港口交通管制；海洋災(zāi)難檢測(cè)等?？v觀現(xiàn)狀，GPS技術(shù)有如下用途。其用途之廣，影響之大，是其他無(wú)線電接收裝置都望塵莫及的。GPS衛(wèi)星所發(fā)送的導(dǎo)航定位信號(hào)，是一種可供無(wú)數(shù)用戶共享的空間信息資源[1]。GPS receiver module。s information age. Because of its good performance, high accuracy, wide application, making it by far the best navigation and positioning system. This thesis is described in detail based on microcontroller GPS receiver module, 12,864 LCD displays and other devices GPS realtime display function implementation. From hardware and software implementation gave a detailed exposition of the design, and bined with the hardware features of the MCS51 series microcontroller GPS receiver module to achieve serial munication, the system design is based on the basic principle of the GPS module data output . It is a pact, portable, and can be used independently, allweather realtime positioning and navigation equipment. KEY WORD:GPS。它是一臺(tái)體積小巧、攜帶方便、可以獨(dú)立使用的全天候?qū)崟r(shí)的定位導(dǎo)航設(shè)備。本論文詳細(xì)介紹了一種基于單片機(jī)、GPS接收模塊、12864液晶顯示模塊等器件的GPS實(shí)時(shí)顯示功能的實(shí)現(xiàn)。 學(xué)校代碼： 11059 學(xué) 號(hào)：0805070058Hefei University 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）BACHELOR DISSERTATION論文題目： 基于單片機(jī)的GPS定位信息顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)位類別：____ _ _____工 學(xué) 學(xué) 士_____________ ___年級(jí)專業(yè)（班級(jí)）：__ 08級(jí)自動(dòng)化（1）班 ___作者姓名：____ _ ___王 致 忠_____________ _ ____導(dǎo)師姓名：____ _ ___王 慶 龍_____________ _ ___完成時(shí)間：___ _ ___ 2012年5月20日_____ __ _ ___ 基于單片機(jī)的GPS定位信息顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)中 文 摘 要GPS全球定位系統(tǒng)在實(shí)際生活中被廣泛應(yīng)用，是當(dāng)今信息時(shí)代發(fā)展中的重要組成部分。因其具有性能好、精度高、應(yīng)用廣的特點(diǎn)，使其成為了迄今為止最好的定位導(dǎo)航系統(tǒng)。分別從硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)等方面對(duì)其作了詳細(xì)的闡述，并且結(jié)合硬件的特點(diǎn)研究了MCS－51系列單片機(jī)如何與GPS接收模塊實(shí)現(xiàn)串行通信，該系統(tǒng)是根據(jù)GPS模塊數(shù)據(jù)輸出基本原理設(shè)計(jì)而成的。關(guān)鍵詞： GPS；單片機(jī)；GPS接收模塊；12864液晶屏 Microcontrollerbased GPS Positioning Information Display System Design ABSTRACTGPS Global Positioning System is widely used in real life, is an important part in the development of today39。 microcontroller。 12864 LCD目 錄第一章 緒論 1 課題背景及意義 1 論文主要內(nèi)容 2第二章 GPS定位信息顯示系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 3 GPS全球定位系統(tǒng)簡(jiǎn)介 3 GPS信號(hào)接收方案選擇 5 GPS接收模塊的研究 5 總體方案的設(shè)計(jì) 6第三章 基于單片機(jī)的GPS硬件電路設(shè)計(jì) 8 基于單片機(jī)的GPS硬件電路總體結(jié)構(gòu) 8 基于單片機(jī)的GPS定位信息顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)硬件電路簡(jiǎn)介 8 STC89C52簡(jiǎn)介 8 SiRF Star II GPS信號(hào)接收模塊 12 12864液晶顯示模塊介紹 13 基于單片機(jī)的GPS硬件連接介紹 15第四章 基于單片機(jī)的GPS軟件設(shè)計(jì) 17 NMEA0183數(shù)據(jù)格式 17 輸入語(yǔ)句 17 輸出語(yǔ)句 18 基于單片機(jī)的GPS定位系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境―Keil uVision2 20 8051開(kāi)發(fā)工具 20 uVision2集成開(kāi)發(fā)環(huán)境 20 編輯器和調(diào)試器 21 測(cè)試程序 22 Keil C編譯步驟 23 基于單片機(jī)的GPS軟件設(shè)計(jì)思路 25 模塊軟件設(shè)計(jì) 26 液晶模塊初始化模塊 26 GPS數(shù)據(jù)接收模塊 28第五章 系統(tǒng)調(diào)試與實(shí)驗(yàn)結(jié)果 30 硬件調(diào)試 30 軟件調(diào)試 30 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 31 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 32第六章 總結(jié) 33致謝 34參考文獻(xiàn) 35附錄 36第一章 緒論 課題背景及意義1978年2月22日第一顆GPS試驗(yàn)衛(wèi)星的入軌運(yùn)行，開(kāi)創(chuàng)了以導(dǎo)航衛(wèi)星為動(dòng)態(tài)已知點(diǎn)的無(wú)線電導(dǎo)航定位的新時(shí)代。陸地、海洋和空間的廣大用戶，只要持有一種能夠接收、跟蹤、變換和測(cè)量GPS信號(hào)的接收機(jī)，就可以全天時(shí)、全天候和全球性的測(cè)量運(yùn)動(dòng)載體的七維狀態(tài)參數(shù)和三維狀態(tài)參數(shù)。不僅如此，GPS衛(wèi)星的入軌運(yùn)行，還為大地測(cè)量學(xué)、地球動(dòng)力學(xué)、地球物理學(xué)、天體力學(xué)、載人航天學(xué)、全球海洋學(xué)和全球氣象學(xué)提供了一種高精度、全天時(shí)、全天候的測(cè)量新技術(shù)。GPS技術(shù)的陸地應(yīng)用GPS技術(shù)在陸地上的開(kāi)發(fā)應(yīng)用可以體現(xiàn)在許多方面，如：各種車輛的行駛狀態(tài)監(jiān)控；旅游者或旅游車的景點(diǎn)導(dǎo)游；應(yīng)急車輛的快速引導(dǎo)行駛；高精度時(shí)間比對(duì)和頻率控制；大氣物理觀測(cè)；地球物理資源勘探；工程建設(shè)的施工放樣測(cè)量；大型建筑和煤氣田的沉降檢測(cè)；板內(nèi)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和地殼形變測(cè)量；陸地以及海洋大地測(cè)量基準(zhǔn)的測(cè)定；工程、區(qū)域、國(guó)家等各種類型大地測(cè)量控制網(wǎng)的測(cè)量和建設(shè)等。GPS技術(shù)的航空應(yīng)用GPS技術(shù)在航空方面的應(yīng)用主要體現(xiàn)在：民航飛機(jī)的在途自主導(dǎo)航；飛機(jī)精密著陸；飛機(jī)空中加油控制；飛機(jī)編隊(duì)飛行的安全保護(hù)；航空援救的搜索和定點(diǎn)測(cè)量；機(jī)載地球物理勘探；飛機(jī)探測(cè)災(zāi)區(qū)大小和標(biāo)定測(cè)量；攝影和遙感飛機(jī)的七維狀態(tài)參數(shù)和三維姿態(tài)參數(shù)測(cè)量等。由此可見(jiàn)，GPS技術(shù)已經(jīng)延伸到各個(gè)領(lǐng)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(hào)并且能夠調(diào)制輸出的設(shè)備，而這種設(shè)備最基本的功能就是能夠顯示當(dāng)時(shí)所處地點(diǎn)的經(jīng)緯度以及UTC標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。所以基于這種情況下，本次設(shè)計(jì)針對(duì)普通用戶使用GPS的切實(shí)需要，設(shè)計(jì)并制作基于單片機(jī)的GPS定位信息顯示系統(tǒng)。在此次設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要熟悉所選用的GPS接收模塊的性能指標(biāo)，學(xué)習(xí)NMEA封包并懂得如何使用NMEA輸出命令，結(jié)合單片機(jī)的相關(guān)知識(shí)能實(shí)現(xiàn)對(duì)GPS接收到的衛(wèi)星信息進(jìn)行提取，并在液晶顯示器上選擇性的顯示需要的數(shù)據(jù)。其主要目的是為陸、海、空三大領(lǐng)域提供實(shí)時(shí)、全天候和全球性的導(dǎo)航服務(wù)，并用于情報(bào)收集、核爆監(jiān)測(cè)和應(yīng)急通訊等一些軍事目的，是美國(guó)獨(dú)霸全球戰(zhàn)略的重要組成部分。(2) 空間部分，由24顆衛(wèi)星組成，分布在6個(gè)軌道平面上。 GPS全球定位系統(tǒng)組成1978年2月22日，第一顆GPS試驗(yàn)衛(wèi)星的發(fā)射成功，標(biāo)志著工程研制階段的開(kāi)始。GPS系統(tǒng)經(jīng)過(guò)16年的發(fā)射試驗(yàn)衛(wèi)星，到開(kāi)發(fā)GPS信號(hào)應(yīng)用，進(jìn)而發(fā)射工作衛(wèi)星，終于在1994年3月建成了信號(hào)覆蓋率達(dá)到了98％的GPS工作星座，它由24顆Block2衛(wèi)星衛(wèi)星組成。24顆GPS衛(wèi)星在離地面2萬(wàn)公里的高空上，以12小時(shí)的周期環(huán)繞地球運(yùn)行，使得在任意時(shí)刻，在地面上的任意一點(diǎn)都可以同時(shí)接收到6顆以上GPS衛(wèi)星的定位信息。由于衛(wèi)星的位置精確可知，在GPS觀測(cè)中，我們可得到衛(wèi)星到接收設(shè)備的距離，根據(jù)三維坐標(biāo)中的距離公式，利用3顆衛(wèi)星，就可以組成3個(gè)方程式，