基于單片機(jī)的簡單gps定位信息顯示系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文-在線瀏覽
2024-07-31 12:43本頁面
【正文】 和緯度、時間，也直接關(guān)系到這種技術(shù)是否具有良好的實(shí)用價值。GPS技術(shù)的確具備功能強(qiáng)大、可擴(kuò)展性好等優(yōu)勢，但同時也具有價格昂貴、電路復(fù)雜等缺點(diǎn)。（二）系統(tǒng)設(shè)計主要內(nèi)容在學(xué)習(xí)微控制器和GPS的理論知識基礎(chǔ)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(shè)計完成后利用Proteus軟件仿真測試其性能。GPS技術(shù)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(shù)還被廣泛地應(yīng)用與應(yīng)急通信和其他一些軍事目的、經(jīng)濟(jì)領(lǐng)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(jī)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(dá)GPS接收機(jī)，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(zhǔn)衛(wèi)星的距離。然后在三維坐標(biāo)系中，利用距離的計算工式，求解出觀測點(diǎn)的位置坐標(biāo)。（二） GPS信號接收方案的關(guān)鍵問題為了能夠?qū)崿F(xiàn)在液晶顯示器上準(zhǔn)確、實(shí)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(yīng)該根據(jù)核心芯片的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，對整個外圍電路、天線模塊等進(jìn)行設(shè)計，進(jìn)而保證在GPS完成衛(wèi)星信息的接收之后，能夠準(zhǔn)確計算出觀測點(diǎn)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(gòu)、功能、價格上也存在差異。然后將對所測信號進(jìn)行解調(diào)，將該信號轉(zhuǎn)換為導(dǎo)航電文。在整個過程中，為保證信息獲取的實(shí)時性，要求用戶能夠通過輸入和輸出接口很方便的實(shí)現(xiàn)與GPS接收模塊的信息交換，也就是系統(tǒng)應(yīng)該具有友好的人機(jī)交互界面。目前市面上單片機(jī)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(jī)串行接口相連實(shí)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，利用液晶顯示器（LCD）構(gòu)成的顯示電路顯示出結(jié)果。主要包括以SiRF Star II GPS接收模塊作為核心構(gòu)成的GPS接收機(jī)，主要負(fù)責(zé)將鎖定衛(wèi)星，并將捕獲碼的最大相關(guān)輸出，然后利用同步技術(shù)，通過對偽距、載波相位的估計，計算出用戶位置、速度和時間等數(shù)據(jù)信息；第二，控制電路模塊。主要包括由LCD構(gòu)成的顯示電路，通過與微控制器接口的正確連接實(shí)現(xiàn)定位數(shù)據(jù)的實(shí)時顯示；第四，電源部分。設(shè)計中還包括一些外圍電路，主要負(fù)責(zé)在接收天線獲取衛(wèi)星信號后，在信號的變換、放大、濾波等一系列處理過程中起到相應(yīng)輔助作用，與主控電路與接收模塊協(xié)同工作，鎖緊、定位、測量并輸出顯示結(jié)果。所以軟件設(shè)計也是整體方案的重要組成部分。三 硬件電路設(shè)計（一）硬件總體結(jié)構(gòu)框圖硬件總體結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示： 圖3 硬件總體結(jié)構(gòu)框圖（二）單片機(jī)性能概述本設(shè)計中所選擇的單片機(jī)型號為STC89C52，是由中國深圳宏晶科技有限公司生產(chǎn)。STC89C52能夠與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳直接兼容。 2）外接晶振引腳（2根）： XTAL1(Pin19)：芯片內(nèi)部振蕩電路的輸入端口； XTAL2(Pin18)：芯片內(nèi)部振蕩電路的輸出端口。每個端口都8根引腳，一共32根，其各端口功能詳見表1：表1 I\O 端口功能綜上，整個STC89C52的主要功能如表2所示： 表2 STC89C52主要功能時鐘電路的一共有內(nèi)部產(chǎn)生或者外部產(chǎn)生的兩種模式可供選擇。其中外接定時元件與X1和X2腳相聯(lián)，由內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生自激振蕩。為了保證最好的定時效果，產(chǎn)生所需要的時鐘信號，在本電路中，擬選擇大小約為在5?30pF的電容，?12兆赫茲的晶體振蕩頻率，發(fā)揮最佳定時效果。圖5時鐘電路圖3. 復(fù)位電路復(fù)位信號從RESET引腳輸入，整個電路主要包括由施密特觸發(fā)器構(gòu)成的外部電路以及內(nèi)部電路。值得注意的是，復(fù)位脈沖的高電平時間間隔必須要大于2個機(jī)器周期。圖6復(fù)位電路圖（三） SiRF Star II GPS信號接收模塊設(shè)計中以SiRF Star II GPS作為GPS信號接收模塊。它能夠并行接收12通道，其所接收的信號頻段主要位于民用的GPS L1頻帶信號。在冷啟動狀態(tài)下僅需要約42秒的定位時間；而在熱啟動的情況下，其所需的定位時間僅僅為38秒左右；如果是重新定位，其所花時間僅僅為8秒左右。圖7 SiRF Star II
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