基于51單片機(jī)的gps接收機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　基于51單片機(jī)的GPS接收機(jī)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　全球定位系統(tǒng)(GPS)是由美國國防部開發(fā)的一種先進(jìn)的無線電導(dǎo)航系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠全天候、全方位的為海陸空用戶提供連續(xù)的、高精度的三維坐標(biāo)、三維速度和時(shí)間等信息。它所具有的諸多優(yōu)點(diǎn)是其他導(dǎo)航設(shè)備所無法比擬地?，F(xiàn)在，GPS接收機(jī)作為一種先進(jìn)的導(dǎo)航和定位儀器，已

2、在軍事及民用領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　本設(shè)計(jì)詳細(xì)介紹了一種成本低又能滿足性能使用要求的經(jīng)濟(jì)型GPS接收機(jī)的設(shè)計(jì)方案。此方案基于單片機(jī)、GPS模塊和1602液晶顯示屏等硬件 , 并應(yīng)用C語言實(shí)現(xiàn)了 GPS 信號的提取、顯示及基本的鍵盤控制操作等。經(jīng)過實(shí)踐測試 ,這種接收機(jī)可以達(dá)到基本 GPS信息接收以及顯示，可以做到體積小、精度高、連續(xù)導(dǎo)航，并可廣泛應(yīng)用于個(gè)人野外旅游探險(xiǎn)、 出租汽車定位及海上作業(yè)等

3、領(lǐng)域。</p><p>　　關(guān)鍵詞： GPS，單片機(jī)，接收機(jī)，GR-87，LCD</p><p>　　Design of GPS Receiver Based on 51 single chip computer</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Global Positionin

4、g System(GPS) is the most advanced radio navigation system which was developed by the U.S Department of Defence. The system can be used under any weather conditions, all day long and anywhere on the earth. It can provide

5、 land, marine and airborne user with continuous, highly accurate three-dimension position, velocity, time dataetc. It has various advantages that are unexampled other kind of navigation equipment. Now GPS receivers, as a

6、 type of advanced equipment on navigation a</p><p>　　This design introduced in detail one kind of low-cost economy GPS receiver's design proposal which can satisfy the performance operation requirements

7、.This plan is based on single chip computer、GPS and 1602 liquid crystal display monitors, and has realized the GPS signal extraction, the demonstration and the basic keyboard control operation and so on using the C langu

8、age. By practical measurement, the receiver can achieve GPS information receive and display. It has small size and low cost, can b</p><p>　　KEY WORDS: GPS，single chip computer，receiver，GR-87，LCD</p>&

9、lt;p><b>　　目　錄</b></p><p><b>　　前　言3</b></p><p>　　第1章 GPS系統(tǒng)簡介及設(shè)計(jì)方案選擇5</p><p>　　1.1 GPS系統(tǒng)簡介5</p><p>　　1.1.1 GPS由來及發(fā)展5</p><p>　　

10、1.1.2 GPS定位基本原理5</p><p>　　1.1.3 GPS接收機(jī)定位流程6</p><p>　　1.1.4 任務(wù)的描述6</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)方案選擇6</p><p>　　1.2.1 方案一7</p><p>　　1.2.2方案二7</p><p>　　第

11、2章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)8</p><p><b>　　2.1單片機(jī)8</b></p><p>　　2.2 GPS模塊9</p><p>　　2.2.1 概述9</p><p>　　2.2.2 主要技術(shù)參數(shù)9</p><p>　　2.2.3 管腳介紹9</p><p>

12、;　　2.3 顯示部分10</p><p>　　2.4 電源部分11</p><p>　　2.5 晶體振蕩器11</p><p>　　2.6 鍵盤部分12</p><p>　　第3章 系統(tǒng)相關(guān)協(xié)議介紹13</p><p>　　3.1 GR-87協(xié)議13</p><p>　　3.1.1

13、 協(xié)議簡介13</p><p>　　3.1.2 數(shù)據(jù)格式13</p><p>　　3.2串行通信14</p><p>　　3.2.1 異步通信特點(diǎn)14</p><p>　　3.2.2 異步通信協(xié)議14</p><p>　　3.2.3 中斷15</p><p>　　3.3 液晶顯示協(xié)議

14、19</p><p>　　3.3.1基本操作時(shí)序19</p><p>　　3.3.2顯示與控制命令19</p><p>　　第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)21</p><p>　　4.1系統(tǒng)軟件概述21</p><p>　　4.2軟件程序的編寫22</p><p>　　4.2.1 初始化模塊

15、22</p><p>　　4.2.2 數(shù)據(jù)處理模塊22</p><p>　　4.2.3 人機(jī)對話模塊26</p><p>　　4.3 代碼實(shí)現(xiàn)28</p><p><b>　　結(jié) 論30</b></p><p><b>　　謝 辭31</b></p>

16、<p><b>　　參考文獻(xiàn)32</b></p><p><b>　　外文資料翻譯34</b></p><p><b>　　前　言</b></p><p>　　GPS主系統(tǒng)是美國發(fā)射運(yùn)行的衛(wèi)星系統(tǒng)，包含了27 顆能持續(xù)發(fā)送地理位置海拔高度和時(shí)間信號的衛(wèi)星，24 個(gè)正常使用，3 個(gè)備用，這

17、些衛(wèi)星平均分布運(yùn)行在六個(gè)軌道上。一般來說，在地面上的GPS 接收器能接收5～12 個(gè)衛(wèi)星信號，而為了獲得地面上的定位坐標(biāo)，GPS 導(dǎo)航至少需要4 個(gè)衛(wèi)星信號，三個(gè)用來確定GPS 接收器的緯度、經(jīng)度和海拔高度，第四個(gè)則提供同步校正時(shí)間[1]。</p><p>　　全球定位系統(tǒng)由三部分構(gòu)成：太空衛(wèi)星部份：由 24 顆繞極使用衛(wèi)星所組成，分成六個(gè)軌道，運(yùn)行于約 20200 公里的高空，繞行地球一周約12 小時(shí)。每個(gè)衛(wèi)星

18、均持續(xù)著發(fā)射載有衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)及時(shí)間的無線電波，提供地球上的各種接收機(jī)來應(yīng)用。地面管制部份：這是為了追蹤及控制上述衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)，所設(shè)置的地面管制站，主要工作為負(fù)責(zé)修正與維護(hù)每個(gè)衛(wèi)星能保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)的各項(xiàng)參數(shù)數(shù)據(jù)，以確保每個(gè)衛(wèi)星都能提供正確的訊息給使用者接收機(jī)來接收。使用者接收機(jī)：追蹤所有的 GPS 衛(wèi)星，并實(shí)時(shí)地計(jì)算出接收機(jī)所在 位置的坐標(biāo)、移動(dòng)速度及時(shí)間，各種藍(lán)牙GPS 即屬于此部份。我們通常所說的GPS, 就是第3 部分。</p>

19、;<p>　　它可以實(shí)時(shí)提供全天候、全球性的三維定位、測速與授時(shí)功能的衛(wèi)星系統(tǒng) ,具有測量精度高、速度快、用戶數(shù)量不限、抗干擾能力強(qiáng)等一系列優(yōu)點(diǎn) ,除了可用于軍事領(lǐng)域外 ,還可以廣泛用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、野外探險(xiǎn)等領(lǐng)域。</p><p>　　自 20世紀(jì)90年代 GPS系統(tǒng)向全世界免費(fèi)開放以來 , GPS系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用在導(dǎo)航、大地測量、精確授時(shí)、線路巡檢及車輛防盜等領(lǐng)域。接收機(jī)是獲得 GPS系統(tǒng)

20、服務(wù)的關(guān)鍵設(shè)備 ,目前已有從手持式到臺式數(shù)百種型號的接收機(jī)可供用戶選擇。通用接收機(jī)功能齊全 ,除了信號接收單元外,往往還配置有顯示單元和人機(jī)對話設(shè)備。這一方面為用戶提供了極大的方便 但 GPS定位接收機(jī)價(jià)格比較昂貴而且使用靈活性低 ,難以滿足特定條件下的應(yīng)用需求 ,造成了資金浪費(fèi)。因此 ,眾多用戶期望按照自己的使用環(huán)境和性能要求設(shè)計(jì)和使用個(gè)性化的GPS定位接收機(jī)。</p><p>　　本文首先介紹了GPS系統(tǒng)由來

21、及其發(fā)展、基本概念、GPS接收機(jī)的工作原理及接收機(jī)定位流程。然后對單片機(jī)及其串口通信、GR-87 及其NMEA-0183語句的數(shù)據(jù)格、液晶顯示器進(jìn)行了詳細(xì)論述。并且設(shè)置了所需的外圍電路。接著詳細(xì)地介紹了該GPS接收機(jī)的軟件設(shè)計(jì)過程。通過C語言實(shí)現(xiàn)了 GPS 信號的提取、顯示及基本的鍵盤控制操作等。經(jīng)過實(shí)踐測試,這種接收機(jī)可以達(dá)到基本 GPS信息接收以及顯示，可以做到方便靈活、優(yōu)質(zhì)價(jià)廉、精度高、連續(xù)導(dǎo)航、抗干擾能力強(qiáng)，并可廣泛應(yīng)用于個(gè)人野

22、外旅游探險(xiǎn)、出租汽車定位及海上作業(yè)等領(lǐng)域。</p><p>　　第1章 GPS系統(tǒng)簡介及設(shè)計(jì)方案選擇</p><p>　　1.1 GPS系統(tǒng)簡介</p><p>　　1.1.1 GPS由來及發(fā)展</p><p>　　導(dǎo)航衛(wèi)星定時(shí)測距全球定位系統(tǒng)(Navigation Satellite Timing and Ranging Global Po

23、sition System GPS)是美國第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。它在 1973 年底由美國陸海空三軍等單位協(xié)調(diào)分工提出的能取代舊式的導(dǎo)航設(shè)備 ,為軍用艦船、飛機(jī)車輛等用戶提供全球全天候、連續(xù)實(shí)時(shí)服務(wù)的高精度三維導(dǎo)航系統(tǒng)。系統(tǒng)由空間部分、地面監(jiān)控部分和地面接收機(jī)部分組成。定位服務(wù)包括精密定位服務(wù)( PPS)和標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)(SPS) 。PPS授權(quán)的精密定位系統(tǒng)用戶需要密碼設(shè)備和特殊的接收機(jī)。SPS對于普通民用用戶 ,供全世界用戶免費(fèi)、無限制地

24、使用[2]。</p><p>　　由于GPS具有全球覆蓋以及精度高、定位速度快、實(shí)時(shí)性好、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn),近年來在國內(nèi)外得到廣泛的應(yīng)用 ,在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮了極大的作用 ,已成為信時(shí)代不可缺少的一部分。各種 GPS民用產(chǎn)品的開發(fā) ,已是經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的必然要求 ,其前景將會非常廣闊和光明 ,尤其是在我國 ,通過這些年來對它認(rèn)識不斷加深 ,我國的GPS開發(fā)應(yīng)用也一定會以科技力量推動(dòng)經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的一顆巨星 ,對我國

25、的經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展產(chǎn)生重大的影響。</p><p>　　1.1.2 GPS定位基本原理</p><p>　　GPS定位技術(shù)的基本原理是采用測量學(xué)中通用的測距交會方法．GPS接收機(jī)在某一時(shí)刻接收到4 顆以上的GPS衛(wèi)星信號導(dǎo)航電文, 通過變頻、放大、 濾波等一系列處理過程,實(shí)現(xiàn)對GPS衛(wèi)星號的跟蹤、鎖定、測量,從而產(chǎn)生計(jì)算位置的數(shù)據(jù)信息(包括:緯度、經(jīng)度、高度、速度、日期、時(shí)間、航向、衛(wèi)星狀

26、況等),經(jīng)由I/O口輸出串行數(shù)據(jù)．</p><p>　　1.1.3 GPS接收機(jī)定位流程</p><p>　　1．搜索可用衛(wèi)星，接收衛(wèi)星信號，與衛(wèi)星信號同步，提取導(dǎo)航電文信息；</p><p>　　2．從導(dǎo)航電文中獲取計(jì)算位置所需的信息，這些信息應(yīng)該包括時(shí)鐘信息和星歷等數(shù)據(jù)；</p><p>　　3．計(jì)算衛(wèi)星的準(zhǔn)確位置，這包括計(jì)算衛(wèi)星的高度和

27、方位角，從而進(jìn)行必要的對流層校正；</p><p>　　4．計(jì)算偽距，并進(jìn)行電離層校正等；</p><p>　　5．重復(fù)上述過程，對所有可用衛(wèi)星進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算；</p><p>　　6．進(jìn)行其他必要的校正，例如根據(jù)衛(wèi)星信號到達(dá)GPS接收機(jī)的時(shí)間，校正地球旋轉(zhuǎn)所造成的衛(wèi)星位置的偏差；</p><p>　　7．根據(jù)定位原理，計(jì)算出GPS接收機(jī)的初

28、始位置，并將其轉(zhuǎn)換成所需的坐標(biāo)格式進(jìn)行顯示或輸出；</p><p>　　8．加入閏秒和UTC（標(biāo)準(zhǔn)世界時(shí)）時(shí)間補(bǔ)償計(jì)算當(dāng)前精確的時(shí)間；</p><p>　　9．分析可用衛(wèi)星的信息，計(jì)算最好的DOP(Dilution of Precision)，進(jìn)行選星，并計(jì)算和修正GPS接收機(jī)的位置，給出GPS接收機(jī)的三維坐標(biāo)和準(zhǔn)確的時(shí)間信息。</p><p>　　1.1.4 任務(wù)

29、的描述</p><p>　　我們針對全球定位系統(tǒng)GPS，自行研制了一套GPS接收機(jī)，具有接收、處理、顯示信息能力并能進(jìn)行鍵盤操作。本設(shè)計(jì)著重對NMEA-0183語句的數(shù)據(jù)格式、單片機(jī)串行通信、液晶顯示格式進(jìn)行了詳細(xì)論述,同時(shí)給出了硬件電路和軟件設(shè)計(jì)。</p><p>　　工作要求：準(zhǔn)確地進(jìn)行定位，顯示出緯度、經(jīng)度、速度、時(shí)間、方位角、天空中的衛(wèi)星總數(shù)以及使用的衛(wèi)星數(shù)。通過按鍵可以進(jìn)行復(fù)位與

30、頁面切換功能。</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)方案選擇</p><p><b>　　1.2.1 方案一</b></p><p>　　系統(tǒng)由GPS-OEM板、電平轉(zhuǎn)換電路(MAX232)、控制電路(8051單片機(jī)) 、顯示部分(SED1335 彩色液晶顯示器)組成。但在和單片機(jī)進(jìn)行串行通信時(shí)由于電平不同，必須附加電平轉(zhuǎn)換電路(MAX232) 而

31、且價(jià)格比較昂貴。單片機(jī)采用8051功能全面，但其內(nèi)部ROM一般是掩膜ROM，不可更新改寫。SED1335 彩色液晶顯示器其有效顯示點(diǎn)陣為320 ×240 ,顯示顏色為 4 色，但根據(jù)我們設(shè)計(jì)要求，單色顯示完全可以。故不采用。</p><p><b>　　1.2.2方案二</b></p><p>　　系統(tǒng)由GPS模塊(GR-87)、控制電路(89C51單片機(jī))

32、 、顯示部分(SMC1602液晶顯示器)組成。HOLUX GR-87是一個(gè)高性能，低功耗，小型的并且很容易聯(lián)合的GPS模塊。該芯片每次將跟蹤12枚衛(wèi)星，應(yīng)用廣泛。而且不用附加電平轉(zhuǎn)換電路，可以直接與單片機(jī)進(jìn)行串行通信。單片機(jī)采用89C51，其功能完全可以滿足設(shè)計(jì)要求，而且相對于8051，其內(nèi)部ROM是FLASH-ROM，可多次更新改寫，價(jià)格也便宜。1602字符型液晶模塊是一種用5x7位圖形來顯示字符的單色液晶顯示器，顯示2行16個(gè)字，可

33、以滿足設(shè)計(jì)要求而且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。</p><p>　　可以看出方案二更加實(shí)用，根據(jù)現(xiàn)實(shí)生活的需要,設(shè)計(jì)采用此方案。</p><p>　　第2章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　課題要求研制的GPS接收機(jī)要具有接收、處理、顯示信息、鍵盤操作，硬件上必須有相應(yīng)的接收處理部分、顯示部分和配置輸入部分。同時(shí)需要處理器實(shí)現(xiàn)各部分功能的聯(lián)結(jié)。由于單片機(jī)集成度高，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格

34、低廉，同時(shí)技術(shù)成熟，處理器部分使用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　本課題設(shè)計(jì)的硬件系統(tǒng)主要由：單片機(jī)、 GPS模塊、顯示部分等組成。如圖2-1所示:</p><p><b>　　圖2-1 系統(tǒng)框圖</b></p><p><b>　　2.1單片機(jī)</b></p><p>　　硬件核心控制任務(wù)是由單

35、片機(jī)來完成的，單片機(jī)的采用使硬件電路設(shè)計(jì)大大簡化，而性能更加可靠。目前，可采用的微處理器有很多種，如:MCS-51、Me6sol、280、eopsoo、等8位單片機(jī)，雖然16位單片機(jī)在1982年已經(jīng)問世，但其發(fā)展并不象人們想象的那樣快，盡管在某些性能指標(biāo)方面超過了8位單片機(jī)，但從性能價(jià)格比及開發(fā)周期等綜合效益上不如8位單片機(jī)，因此應(yīng)用并不普及。</p><p>　　在本次設(shè)計(jì)中，采用MCS-51系列單片機(jī)，雖然信

36、號處理和計(jì)算的功能相對差些，但其結(jié)構(gòu)簡單、體積小、性價(jià)比高、可靠性高、功耗小及應(yīng)用范圍廣，適合于小型化作業(yè)。因此，筆者選擇了AT89C51單片機(jī)作為微控制器。它具有全雙工異步通信口 ,可與GR-87接口進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取 ,處理和輸出。GPS信號接收和處理部分與單片機(jī)進(jìn)行串口通信時(shí),由于都采用 TTL電平 ,故兩者之間不需進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換就可直接通信。</p><p><b>　　2.2 GPS模塊</b&

37、gt;</p><p><b>　　2.2.1 概述</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)需要，GPS模塊選用GR-87。HOLUX GR-87是一個(gè)高性能，低功耗，小型的并且很容易聯(lián)合的GPS模塊，它每次將跟蹤12枚衛(wèi)星，應(yīng)用廣泛。當(dāng)GR-87系統(tǒng)最初的自檢完成后，它開始處理衛(wèi)星所獲得的數(shù)并自動(dòng)跟蹤。在正常情況下，它需要大約45秒達(dá)到位置進(jìn)行定位，但如果epheme

38、ris數(shù)據(jù)知道，只用38秒即可。在被計(jì)算了之后，合法的位置、速度和時(shí)間等信息被傳送到輸出通道，通過串口傳送到單片機(jī)設(shè)備。GR-87運(yùn)用最初的數(shù)據(jù)，例如前被存放的位置、日期和衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)，完成最大獲取。</p><p>　　2.2.2 主要技術(shù)參數(shù)</p><p>　　1．輸入電壓：3.3-5.5 VDC輸入。輸入電流 ；少于80 mA (沒有天線)；</p><p>

39、;　　2． RF接口：天線連接器類型：MMCX，2.8 VDC產(chǎn)品 (任意產(chǎn)品VCC_IN)；</p><p>　　3．極小的信號跟蹤：-159 dBm；</p><p>　　4．連續(xù)端口： 二個(gè)全雙工串行通信CMOS 3V接口，可選擇的波特速率(4800默認(rèn)， 9600， 19200， 38400)本設(shè)計(jì)選用4800；NMEA 0183版本2.2 ASCII 輸出(GGA， GSA， G

40、SV， RMC (VTG，任意的GLL和ZDA))； DGPS協(xié)議RTCM SC-104消息類型1，2和9；SiRF二進(jìn)制位置，速度，高度，狀態(tài)輸出。</p><p>　　2.2.3 管腳介紹</p><p><b>　　表2-1 管腳</b></p><p><b>　　2.3 顯示部分</b></p>&

41、lt;p>　　液晶顯示LCD（Liquid Crystal Display），是利用液晶材料在電場作用下發(fā)生位置變化，而遮蔽/通透光線的性能制作成為一種重要平板顯示器件。通常使用的LCD器件有TN型（Twist Nematic，扭曲向列型液晶）、STN型（Super TN，超扭曲向列型液晶）和TFT型（Thin Film Transistor，薄膜晶體管型液晶）。TN、STN、TFT型液晶，性能依次增強(qiáng)，制作成本也隨之增加。TN和

42、STN型常用作單色LCD。STN型可以設(shè)計(jì)成單色多級灰度LCD和偽彩色LCD，TFT型常用作真彩色LCD。</p><p>　　采用 LCM 液晶顯示模塊作為人機(jī)交互界面。液晶顯示模塊是一種將液晶顯示器件、連接件、集成電路、PCB 線路板、背光源、結(jié)構(gòu)件裝配在一起的組件。字符型液晶顯示模塊目前在國際上已經(jīng)規(guī)范化，無論顯示屏規(guī)格如何變化，其電特性和接口形式都是統(tǒng)一的。從性價(jià)比等方面考慮，這里選用長沙太陽人電子有限公

43、司生產(chǎn)的字符型液晶顯示模塊SMC1602，它是一種用5x7位圖形來顯示字符的液晶顯示器，根據(jù)顯示的容量可以分為1行16個(gè)字、2行16個(gè)字、2行20個(gè)字等等。本設(shè)計(jì)以常用的2行16個(gè)字的1602液晶屏來構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)的顯示模塊。</p><p>　　SMC1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，具體定義如下:</p><p>　　表2-2 16腳接口</p><p><b

44、>　　主要技術(shù)參數(shù)：</b></p><p><b>　　表2-3 技術(shù)參數(shù)</b></p><p><b>　　2.4 電源部分</b></p><p>　　本電路使用集成穩(wěn)壓芯片7805，它可以把頻率為50Hz、有效值為220V的單相交流電壓轉(zhuǎn)換為幅值穩(wěn)定的5V直流電壓。其主要原理是把單相交流經(jīng)過電源

45、變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電壓。</p><p><b>　　2.5 晶體振蕩器</b></p><p>　　石英晶體振蕩器是高精度和高穩(wěn)定度的振蕩器，被廣泛應(yīng)用于單片機(jī)、計(jì)算機(jī)、遙控器等各類振蕩電路中，以及通信系統(tǒng)中用于頻率發(fā)生器、為數(shù)據(jù)處理設(shè)備產(chǎn)生時(shí)鐘信號和為特定系統(tǒng)提供基準(zhǔn)信號。如圖2-2所示。</p><p>

46、　　圖2-2 石英晶體振蕩器</p><p><b>　　2.6 鍵盤部分</b></p><p>　　切換按鍵由單片機(jī)的P2.0控制，接上拉電阻，未按時(shí)P2.0為高電平。切換鍵盤輸入信息的過程是：首先，單片機(jī)判斷是否有鍵按下；然后，單片機(jī)把該鍵代表的信息轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的代碼,如圖2-3所示。復(fù)位按鍵由單片機(jī)RST控制,如圖2-2所示。</p><p&

47、gt;　　圖2-3 頁面切換按鍵

48、

49、 </p><p>　　第3章 系統(tǒng)相關(guān)協(xié)議介紹</p><p>　　3.1 GR-87協(xié)議</p><p>　　3.1.1 協(xié)議簡介</p><p>　　GR-87接口協(xié)議是以美國國家海洋電子協(xié)會（NMEA-The

50、 National Marine Electronics Association）制定的NMEA-0183 2.0版協(xié)議為依據(jù)的。NMEA-0183數(shù)據(jù)格式設(shè)置為 1個(gè)起始位,8個(gè)數(shù)據(jù)位 ,1個(gè)停止位,無奇偶校驗(yàn),波特率默認(rèn)為4800。NMEA-0183輸出數(shù)據(jù)為 ASCII碼,常用語句包括 GPGG A、GPGLL、GPGSA、GPRMC等 ,其內(nèi)容主要有經(jīng)度、緯度、高度、速度、時(shí)間等[4]。</p><p>

51、　　3.1.2 數(shù)據(jù)格式</p><p>　　根據(jù)所需數(shù)據(jù)的需要 ,只選用GPGGA、GPGSV、GPRMC語句。</p><p>　　1．$GPGAA——GPS定位信息例：</p><p>　　$GPGGA,092204.999,4250.5589,S,14718.5084,E,1,04,24.4,19.7,M,,,0000*1F</p><

52、p>　　它的起始引導(dǎo)符及語句格式說明(只列出了系統(tǒng)關(guān)心的一些參數(shù)) ：</p><p>　　字段2：緯度ddmm.mmmm，度分格式（前導(dǎo)位數(shù)不足則補(bǔ)0）</p><p>　　字段3：緯度N（北緯）或S（南緯）</p><p>　　字段4：經(jīng)度dddmm.mmmm，度分格式（前導(dǎo)位數(shù)不足則補(bǔ)0）</p><p>　　字段5：經(jīng)度E（東經(jīng)

53、）或W（西經(jīng)）</p><p>　　字段6：GPS狀態(tài)，0=未定位，1=非差分定位，2=差分定位，3=無效PPS，6=正在估算</p><p>　　字段7：正在使用的衛(wèi)星數(shù)量（00 - 12）（前導(dǎo)位數(shù)不足則補(bǔ)0）</p><p>　　字段9：海拔高度（-9999.9 - 99999.9）</p><p>　　2．GPGSV——可見衛(wèi)星信息

54、例：</p><p>　　$GPGSV,3,1,10,20,78,331,45,01,59,235,47,22,41,069,,13,32,252,45*70</p><p>　　它的起始引導(dǎo)符及語句格式說明(只列出了系統(tǒng)關(guān)心的一些參數(shù)) ：</p><p>　　字段3：當(dāng)前可見衛(wèi)星總數(shù)（00 - 12）（前導(dǎo)位數(shù)不足則補(bǔ)0）</p><p>

55、;　　3．$GPRMC——推薦定位信息 </p><p><b>　　例：</b></p><p>　　$GPRMC,024813.640,A,3158.4608,N,11848.3737,E,10.05,324.27,150706,,,A*50 </p><p>　　它的起始引導(dǎo)符及語句格式說明(只列出了系統(tǒng)關(guān)心的一些參數(shù))：</

56、p><p>　　字段1：UTC時(shí)間，hhmmss.sss格式</p><p>　　字段7：速度，節(jié)，Knots或Km/h</p><p><b>　　字段8：方位角，度</b></p><p><b>　　3.2串行通信</b></p><p>　　串行通信指數(shù)據(jù)是一位一位按順序

57、傳送的通信方式。同步和異步都屬于串行數(shù)據(jù)傳送方式。由于本設(shè)計(jì)只涉及異步通信，所以重點(diǎn)介紹異步通信（以AT89C51為例）。</p><p>　　3.2.1 異步通信特點(diǎn)</p><p>　　一個(gè)字符一個(gè)字符地傳輸，每個(gè)字符一位一位地傳輸，并且傳輸一個(gè)字符時(shí)，總是以“起始位”開始，以“停止位”結(jié)束,字符之間沒有固定的時(shí)間間隔要求。每一個(gè)字符的前面都有一位起始位（低電平，邏輯值），字符本身由5

58、-8位數(shù)據(jù)位組成（本設(shè)計(jì)中為8位，規(guī)定低位在前，高位在后），接著字符后面是一位校驗(yàn)位（本設(shè)計(jì)中無校驗(yàn)位），最后是一位或一位半或二位停止位，停止位后面是不定長的空閑位（可有可無）。停止位和空閑位都規(guī)定為高電平（邏輯值１），這樣就保證起始位開始處一定有一個(gè)下跳沿。</p><p>　　3.2.2 異步通信協(xié)議</p><p><b>　　1．起始位</b></p&g

59、t;<p>　　通信上沒有數(shù)據(jù)被傳送時(shí)，處于邏輯1狀態(tài)。當(dāng)發(fā)送設(shè)備要發(fā)送一個(gè)字符數(shù)據(jù)時(shí)，首先發(fā)出一個(gè)邏輯 0信號，這個(gè)邏輯低電平就是起始位。起始位通過通信線傳向接收設(shè)備，接收設(shè)備檢測到這個(gè)邏輯低電平后，就開始準(zhǔn)備接受數(shù)據(jù)位信號。起始位所起的作用就是設(shè)備同步，通信雙方必須在傳送數(shù)據(jù)位前協(xié)調(diào)同步。</p><p><b>　　2．?dāng)?shù)據(jù)位</b></p><p&g

60、t;　　當(dāng)接收設(shè)備收到起始位后，緊接著就會接收數(shù)據(jù)位。89C51采用的是9或8位數(shù)據(jù)傳送，這些數(shù)據(jù)被接收到移位寄存器中，構(gòu)成傳送數(shù)據(jù)字符。在傳送過程中，數(shù)據(jù)位從最低有效位開始發(fā)送，依次順序在接受設(shè)備中被轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　3．停止位</b></p><p>　　停止位是一個(gè)字符數(shù)據(jù)的結(jié)束標(biāo)志，可以是1位、1.5位或2位的高電平。接收設(shè)備收到停

61、止位后，通信線路上便又恢復(fù)邏輯1狀態(tài)，直至下一個(gè)字符數(shù)據(jù)的起始位到來。</p><p><b>　　4．波特率</b></p><p>　　通信線上傳送的所有位信號都保持一致的信號持續(xù)時(shí)間，每一位的信號持續(xù)時(shí)間都由數(shù)據(jù)傳送速度確定，這個(gè)傳送速度即波特率。波特率的設(shè)置方式見3.2.3</p><p><b>　　3.2.3 中斷<

62、/b></p><p>　　中斷系統(tǒng)簡單實(shí)用，其基本特點(diǎn)是：有5個(gè)固定的可屏蔽中斷源，3個(gè)在片內(nèi)，2個(gè)在片外，它們在程序存儲器中各有固定的中斷入口地址，由此進(jìn)入中斷服務(wù)程序；5個(gè)中斷源有兩級中斷優(yōu)先級，可形成中斷嵌套。</p><p>　　中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：5個(gè)中斷源的符號、名稱及產(chǎn)生的條件如下：INT0：外部中斷0，由P3．2端口線引入，低電平或下跳沿引起。INT1：外部中斷1，由P

63、3．3端口線引入，低電平或下跳沿引起。T0：定時(shí)器／計(jì)數(shù)器0中斷，由T0計(jì)滿回零引起。T1：定時(shí)器／計(jì)數(shù)器l中斷，由T1計(jì)滿回零引起。TI／RI：串行I／O中斷，串行端口完成一幀字符發(fā)送／接收后引起。根據(jù)需要，本設(shè)計(jì)只應(yīng)用了TI/RI一個(gè)中斷源。串行中斷有發(fā)送(TI)和接收(R1)的區(qū)別；其打開與否，受中斷自身的允許位和全局允許位的控制。</p><p>　　89C51有4個(gè)用于中斷控制的寄存器IE、IP、TCO

64、N（用6位）、SCON（用2位）。下面分別對它們進(jìn)行介紹：</p><p>　　中斷允許寄存器—IE：</p><p>　　表3-1中斷允許寄存器</p><p>　　EA：全局中斷允許位。EA＝0，關(guān)閉全部中斷；EA＝1，打開全局中斷控制，在此條件下，由各個(gè)中斷控制位確定相應(yīng)中斷的打開或關(guān)閉。</p><p>　　ES：串行I／O中斷允許位

65、。ES＝1，打開串行I／O中斷；ES＝0，關(guān)閉串行I／O中斷。</p><p>　　中斷優(yōu)先寄存器—IP：</p><p>　　由于本設(shè)計(jì)只應(yīng)用一個(gè)中斷源，不用優(yōu)先級設(shè)置，在此不予介紹。</p><p>　　T0/T1中斷控制寄存器—TCON：</p><p>　　表3-2中斷控制寄存器</p><p>　　除了TR1

66、和TR0，其余6個(gè)用于中斷控制，由于本設(shè)計(jì)中未使用定時(shí)器做中斷，在此不予詳細(xì)介紹。</p><p>　　因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)中使用定時(shí)器來設(shè)置串行通信的波特率，在此對定時(shí)器予以介紹：以上的TR1和TR0用于定時(shí)器的啟動(dòng)；TMOD則用于控制定時(shí)器的工作模式，如3-3表所示：</p><p>　　表3-3 定時(shí)器控制寄存器</p><p>　　由表可見，TMOD的高4位用于T1，

67、低4使用于T0，4種符號的含義如下：</p><p>　　GATE：門控制位。GATE和軟件控制位TR、外部引腳信號INT的狀態(tài),共同控制定時(shí)器／計(jì)數(shù)器的打開或關(guān)閉。</p><p>　　C／T：定時(shí)器／計(jì)數(shù)器選擇位。C/T＝1，為計(jì)數(shù)器方式；C／T＝0，為定時(shí)器方式。當(dāng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器為定時(shí)工作方式時(shí)，計(jì)數(shù)器的加1信號由振蕩器的12分頻信號產(chǎn)生，即每過一個(gè)機(jī)器周期，計(jì)數(shù)器加1，直至計(jì)滿溢出

68、為止。顯然，定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間與系統(tǒng)的振蕩頻率有關(guān)。因一個(gè)機(jī)器周期等于12個(gè)振蕩周期，所以計(jì)數(shù)頻率f=1/12fosc。如果晶振為12MHz，則計(jì)數(shù)周期為：T=1/（12×106）Hz×1/12=1μs；當(dāng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器為計(jì)數(shù)工作方式時(shí)，通過引腳T0和T1對外部信號計(jì)數(shù)，外部脈沖的下降沿將觸發(fā)計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2期間采樣引腳輸入電 平。若一個(gè)機(jī)器周期采樣值為1，下一個(gè)機(jī)器周期采樣值為0，則計(jì)數(shù)器加1。此

69、后的機(jī)器周期S3P1期間，新的計(jì)數(shù)值裝入計(jì)數(shù)器。所以檢測一個(gè)由1至0的跳 變需要兩個(gè)機(jī)器周期，故外部事年的最高計(jì)數(shù)頻率為振蕩頻率的1/24。例如，如果選用12MHz晶振，則最高計(jì)數(shù)頻率為0.5MHz。雖然對外部輸入信號 的占空比無特殊要求，但為了確保某給定電平在變化前至少被采樣一次，外部計(jì)數(shù)脈沖的高電平與低電平保持時(shí)間均需在一個(gè)機(jī)器周期以上[5]。</p><p>　　M1M0：工作方式選擇位，定時(shí)器／計(jì)數(shù)器的4

70、種工作方式由M1M0設(shè)定。如表3-4所示：</p><p>　　表3-4 工作方式選擇</p><p>　　定時(shí)器/計(jì)數(shù)器方式控制寄存器TMOD不能進(jìn)行位尋址，只能用字節(jié)傳送指令設(shè)置定時(shí)器工作方式，低半字節(jié)定義為定時(shí)器0，高半字節(jié)定義為定時(shí)器1。復(fù)位時(shí)，TMOD所有位均為0。</p><p><b>　　串行中斷</b></p>

71、<p>　　單片機(jī)串行接口是一個(gè)可編程的全雙工串行通信接口。它可用作異步通信方式（UART），與串行傳送信息的外部設(shè)備相連接。通過管腳RXD（P3.0，串行數(shù)據(jù)接收端）和管腳TXD（P3.1，串行數(shù)據(jù)發(fā)送端）與外界通信。SBUF是串行口緩沖寄存器，包括發(fā)送寄存器和接收寄存器。它們有相同名字和地址空間，但不會出現(xiàn)沖突，因?yàn)樗鼈儍蓚€(gè)一個(gè)只能被CPU讀出數(shù)據(jù)，一個(gè)只能被CPU寫入數(shù)據(jù)。</p><p>　　串

72、行口的控制與狀態(tài)寄存器為SCON和PCON。</p><p>　　1．SCON用于定義串行口的工作方式及實(shí)施中斷接收和發(fā)送控制。字節(jié)地址為98H，其各位定義如表3-5所示：</p><p>　　表3-5 串行控制寄存器</p><p>　　SM0、SM1：串行口工作方式選擇位，其定義如表3-6所示：</p><p>　　表3-6 串行口工作方

73、式選擇</p><p>　　其中fosc為晶體震蕩器頻率。根據(jù)NMEA - 0183數(shù)據(jù)格式及設(shè)計(jì)要求，選用工作方式1</p><p>　　REN：接收允許控制位。由軟件置位以允許接收，又由軟件清0來禁止接收。</p><p>　　TI：發(fā)送中斷標(biāo)志。在方式0中，第8位發(fā)送結(jié)束時(shí)，由硬件置位。在其它方式的發(fā)送停止位前，由硬件置位。TI置位既表示一幀信息發(fā)送結(jié)束，同時(shí)

74、也是申請中斷，可根據(jù)需要，用軟件查詢的辦法獲得數(shù)據(jù)已發(fā)送完畢的信息，或用中斷的方式來發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)。TI必須用軟件清0。</p><p>　　RI：接收中斷標(biāo)志位。在方式0，當(dāng)接收完第8位數(shù)據(jù)后，由硬件置位。在其它方式中，在接收到停止位的中間時(shí)刻由硬件置位（例外情況見于SM2的說明）。RI置位表示一幀數(shù)據(jù)接收完畢，可用查詢的辦法獲知或者用中斷的辦法獲知。RI也必須用軟件清0。</p><p&g

75、t;　　以上只列出了本設(shè)計(jì)所關(guān)心的說明。</p><p>　　2．PCON是為了在單片機(jī)上實(shí)現(xiàn)電源控制而附加的。其中最高位是SMOD。SMOD=1時(shí)，方式1、方式2和方式3的波特率加倍。本設(shè)計(jì)SMOD設(shè)置為0。</p><p>　　波特率設(shè)置：波特率，即數(shù)據(jù)傳送速率，表示每秒傳送二進(jìn)制代碼的位數(shù)，它的單位是b/s。異步通信的傳送速率為50—19200b/s.由于本設(shè)計(jì)選用工作方式1，這里只

76、介紹方式1的波特率設(shè)置規(guī)則。單片機(jī)的工作方式1一般選擇定時(shí)器T1作為波特率發(fā)生器。當(dāng)T1作為波特率發(fā)生器時(shí)，通常選用定時(shí)器模式2（能夠自動(dòng)重裝初值定時(shí)器），比較實(shí)用。應(yīng)設(shè)置定時(shí)器T1為定時(shí)方式（C/T=0），讓T1計(jì)數(shù)內(nèi)部脈沖，即計(jì)數(shù)率為fosc/12。先設(shè)定TH1和TL1定時(shí)計(jì)數(shù)初值為X，那么每過（256-X）個(gè)機(jī)器周期，定時(shí)器就會產(chǎn)生一次溢出。因此，T1溢出率= T1計(jì)數(shù)率/產(chǎn)生溢出所需的周期數(shù)；波特率=定時(shí)器T1溢出率 </

77、p><p>　　3.3 液晶顯示協(xié)議</p><p>　　3.3.1基本操作時(shí)序</p><p>　　1.讀狀態(tài)：輸入：RS=L,RW=H,E=H </p><p>　　輸出：D0_D7=狀態(tài)字</p><p>　　2.寫指令：輸入：RS=L,RW=L,D0_D7=指令碼，高脈沖 </p&g

78、t;<p><b>　　輸出：無</b></p><p>　　3.讀數(shù)據(jù)：輸入：RS=H,RW=H,E=H </p><p>　　輸出：D0_D7=數(shù)據(jù)</p><p>　　4.寫數(shù)據(jù)：輸入：RS=H,RW=L,D0_D7=數(shù)據(jù)，E=高脈沖 </p><p><b&g

79、t;　　輸出：無</b></p><p>　　3.3.2顯示與控制命令</p><p>　　模塊內(nèi)部的字符發(fā)生內(nèi)存（CGROM)已經(jīng)存儲了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼。</p><p>　　1．1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令，它的讀寫操作、屏幕

80、和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實(shí)現(xiàn)。（說明：1為高電平、0為低電平）</p><p>　　指令1：清顯示，指令碼01H,光標(biāo)復(fù)位到地址00H位置</p><p>　　指令2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址00H</p><p>　　指令3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D：光標(biāo)移動(dòng)方向，高電平右移，低電平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無效&l

81、t;/p><p>　　指令4：顯示開關(guān)控制。 D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有游標(biāo)，低電平表示無游標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍</p><p>　　指令5：光標(biāo)或顯示移位元 S/C：高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo) </p><p>　　指令6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時(shí)為4

82、位總線，低電平時(shí)為8位總線 N：低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示 F: 低電平時(shí)顯示5x7的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示5x10的點(diǎn)陣字符</p><p>　　指令7：字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置</p><p>　　指令8：DDRAM地址設(shè)置</p><p>　　指令9：讀忙信號和光標(biāo)地址 BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不

83、忙。</p><p><b>　　指令10：寫數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　指令11：讀數(shù)據(jù)</b></p><p>　　2．液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符,如表3-8所

84、示:</p><p>　　表3-8 1602的內(nèi)部顯示地址</p><p>　　第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</p><p><b>　　4.1系統(tǒng)軟件概述</b></p><p>　　系統(tǒng)的軟件流程是：開機(jī)上電后初始化，然后單片機(jī)開始接收GPS模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)，并判斷數(shù)據(jù)是否有效，若數(shù)據(jù)有效則顯示所需的信息，數(shù)據(jù)無效則等待直至收

85、到有效數(shù)據(jù)。在等待過程中，單片機(jī)響應(yīng)鍵盤輸入的信息，但鍵盤輸入不是必須的。系統(tǒng)圖如圖5.1所示：</p><p>　　圖5-1系統(tǒng)總流程圖 </p><p>　　系統(tǒng)軟件由以下模塊組成：初始化模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和人機(jī)對話模塊。初始化模塊完成開機(jī)上電后對單片機(jī)和液晶顯示器初始化。對單片機(jī)設(shè)置串口工作模式和中斷工作模式；對液晶顯示器設(shè)置開機(jī)畫面和顯示模式。</p><p&g

86、t;　　數(shù)據(jù)處理模塊主要是從GPS模塊接收數(shù)據(jù)，判斷數(shù)據(jù)的有效性，對有效數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的格式處理，然后等待送液晶顯示器顯示。數(shù)據(jù)處理模塊的工作從開機(jī)上電開始一直連續(xù)不斷的進(jìn)行，直到關(guān)機(jī)為止。</p><p>　　人機(jī)對話模塊主要是相應(yīng)的顯示器顯示。該部分完成從單片機(jī)讀數(shù)據(jù)到液晶顯示器和從液晶顯示器讀數(shù)據(jù)到單片機(jī)的雙向傳輸工作。</p><p>　　4.2軟件程序的編寫</p>

87、<p>　　4.2.1 初始化模塊</p><p><b>　　1．單片機(jī)</b></p><p>　　根據(jù)3.2對單片機(jī)串行通信的詳細(xì)介紹可知：</p><p>　　本設(shè)計(jì)選擇串行通信工作方式1并允許接收；選擇定時(shí)器1，模式2；根據(jù)波特率為4800b/s,計(jì)算出定時(shí)器計(jì)數(shù)初值；啟動(dòng)定時(shí)器1；開總中斷、串口中斷。</p>

88、<p><b>　　2．液晶顯示</b></p><p>　　通過初始化函數(shù)LCMInit()進(jìn)行初始化，然后又調(diào)用顯示字符串函數(shù)以便讓屏幕顯示"GPS Monitor V1.2"字樣，表示準(zhǔn)備工作，接著延時(shí)400Ms然后調(diào)用清屏函數(shù)進(jìn)行一次清屏。</p><p>　　4.2.2 數(shù)據(jù)處理模塊</p><p>　

89、　數(shù)據(jù)處理模塊負(fù)責(zé)處理從GPS模塊接收到的數(shù)據(jù)。由于這些數(shù)據(jù)格式符合NMEA 0183 ASCII碼接口協(xié)議，所以接收到的數(shù)據(jù)會轉(zhuǎn)換為需要的信息。</p><p><b>　　1．接收總流程圖</b></p><p>　　圖5-2 接收總流程圖</p><p>　　2．命令類型判斷流程圖（以 GPGGA為例）</p><p

90、>　　圖5-3 命令類型判斷流程圖 </p><p>　　當(dāng)類型數(shù)據(jù)接收完畢，先判斷類型。本設(shè)計(jì)中有3種類型數(shù)據(jù)，即GPGGA、GPGSV、GPRMC。如果接收到的是GPGGA，則將命令類型置1，接收命令模式賦為2，逗號和位數(shù)均清空。 </p><p>　　3．GPGGA數(shù)據(jù)存儲流程圖</p><p>　　

91、圖5-4 GPGGA數(shù)據(jù)存儲流程圖</p><p>　　開始接收類型數(shù)據(jù)。此時(shí)，當(dāng)逗號計(jì)數(shù)為2且位計(jì)數(shù)小于9，就將緯度數(shù)據(jù)一位一位存儲起來（存儲一位后RI便置0以接收下一位）。當(dāng)接收數(shù)據(jù)為“，”時(shí)，則逗號計(jì)數(shù)加1為3同時(shí)位計(jì)數(shù)清空，如果位計(jì)數(shù)小于1，則將緯度方向數(shù)據(jù)一位一位存儲起來（同上）。當(dāng)逗號計(jì)數(shù)再加1為4時(shí)同時(shí)位計(jì)數(shù)清空，這時(shí)位計(jì)數(shù)只要小于10，就將經(jīng)度數(shù)據(jù)一位一位存儲起來（同上）。依次類推，會順次將經(jīng)度方

92、向、定位判斷、定位使用的衛(wèi)星數(shù)、高度處理存儲起來。然后會接收到“*”，說明整句接收完成并將其置為結(jié)束模式。</p><p>　　同理可知，GPGSV、GPRMC語句的接收過程。</p><p>　　4.2.3 人機(jī)對話模塊</p><p>　　人機(jī)對話模塊主要是顯示器工作。顯示器經(jīng)過初始化、設(shè)置才能正確顯示信息，才能夠?qū)斎氲男畔@示出來。這個(gè)要點(diǎn)在前面已有描述.&

93、lt;/p><p><b>　　1．顯示總流程圖</b></p><p>　　圖5-5 顯示流程圖</p><p>　　2．GPRSM信息顯示流程圖</p><p>　　圖5-6 GPRSM信息顯示流程圖</p><p>　　GPS接收機(jī)打開后，如果有GPS信號，首先檢測是否有按鍵切換顯示。如果沒有，

94、則屏幕顯示第一頁，反之顯示第二頁（這里只介紹第二頁顯示）。當(dāng)接收有效數(shù)據(jù)為GPRMC，其數(shù)據(jù)均在第二業(yè)顯示，先顯示時(shí)間，然后如果GPS未定位，則屏幕第一行首末均顯示"---.-"；如果已定位，則顯示速度，接著顯示方位角，然后刷新計(jì)數(shù)器清空。同理可知，另外兩種命令顯示（均顯示在第二頁）。</p><p><b>　　3．頁面切換流程圖</b></p><

95、p>　　圖5-7頁面切換流程圖</p><p><b>　　4.3 代碼實(shí)現(xiàn)</b></p><p>　　單片機(jī)開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，我們寫的匯編語言源程序要變?yōu)镃PU可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機(jī)器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。機(jī)器匯編是通過匯編軟件將源程序變?yōu)闄C(jī)器碼，用于MCS-51單片機(jī)的匯編軟件有早期的A5

96、1，隨著單片機(jī)開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級語言開發(fā)，單片機(jī)的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，Keil軟件是目前最流行開發(fā)MCS-51系列單片機(jī)的軟件，這從近年來各仿真機(jī)廠商紛紛宣布全面支持Keil即可看出。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境將這些部份組合在一起。運(yùn)行Keil軟件需要Pentium或以上的CPU，16MB或更多RAM、20M以

97、上空閑的硬盤空間、WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。所以本設(shè)計(jì)使用C語言編程。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　本課題是在了解了當(dāng)前GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的條件下，自行開發(fā)一套GPS接收機(jī)。</p><p>　　GPS接收機(jī)的開發(fā)和研制，主要是了解GPS的原理，熟悉GPS接收機(jī)的工作原理及其各部分工

98、作流程。GPS信號處理這一塊由GR-87實(shí)現(xiàn)，通過GR-87與MCS-51兼容系列單片機(jī)串口相連，配備了所需的外圍電路，同時(shí)配有液晶顯示器，可以顯示字符，并詳細(xì)介紹了該GPS接收機(jī)的硬件和軟件設(shè)計(jì)。開發(fā)的GPS接收機(jī)已經(jīng)可以正常工作，同時(shí)顯示的定位精度和定位速度等各方面的指標(biāo)都滿足要求。通過實(shí)驗(yàn)?zāi)M仿真，結(jié)合本課題的人機(jī)界面、參數(shù)設(shè)置與計(jì)算等，能夠滿足課題要求，可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航功能。</p><p>　　通過本課題的

99、完成，我對GPS的原理有了深入的理解，熟練地掌握了GPS接收機(jī)的工作原理。同時(shí)，我對單片機(jī)的應(yīng)用有了更深入的掌握，提高了單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)的能力。這些對我今后的工作的提高都有所幫助。</p><p>　　同時(shí)，由于水平有限和時(shí)間問題，有許多不足。沒有進(jìn)行誤差分析，定位數(shù)據(jù)可能有誤差，這有待改進(jìn)和提高。</p><p><b>　　謝 辭</b><

100、/p><p>　　在此，首先，我要感謝老師！老師學(xué)識淵博、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、耐心細(xì)致。在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，無論是在資料的查找、原理的講解，還是在做人處世的風(fēng)格上，都讓我受益匪淺，得到的啟示是難以詳盡。在這里我要向老師表示最忠心最誠摯地感謝！我有很多基礎(chǔ)理論知識掌握不牢，一面幫我查缺補(bǔ)露，一面發(fā)揮我的特長，讓我的課題能夠順利有序地進(jìn)行到滿足要求。</p><p>　　其次，我還要感謝我們課題組的***等同學(xué)

101、，在共同的學(xué)習(xí)中，我們互幫互助，愉快地完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)！</p><p>　　此外,還要感謝以前的代課老師,他們在各方面都給于了我不少幫助,愿他們工作愉快,身體健康!</p><p>　　最后，向在這三年期間幫助過、關(guān)心過我的老師和同學(xué)致以忠心地感謝！愿大家身體健康、工作愉快輕松、生活幸福安康！謝謝大家！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b&g

102、t;</p><p>　　[1]劉基余, 李征航等. 全球定位系統(tǒng)原理及應(yīng)用. 北京: 測繪出版社,1993</p><p>　　[2]洪大永. GPS全球定位系統(tǒng)技術(shù)及應(yīng)用. 福建: 廈門大學(xué)出版社,1998</p><p>　　[3]張守信. GPS衛(wèi)星測量定位理論與應(yīng)用. 長沙: 國防科技大學(xué)出版社,1996</p><p>　　[4]

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108、;p><b>　　外文資料翻譯</b></p><p>　　1.GPS obtains the wide-spread application, but it still had the insufficiency. GPS has become a global high and new technology industry, which is one kind of inform

109、ation infrastructure and is entering people's daily life gradually. The existence insufficiency is very obvious, it is the system which controls by military,and it is impossible at any time any place guarantee civil;

110、 In the bustling streets, the jungle, or in the mask and the environment bad situation, its usability is restricted; Th</p><p>　　2.GLONASS receives the attention,but it is actually disappointing. GLONASS on

111、ce gave people the very optimistic scene, the reality is heartless because of the economical and the technical dual reasons, which enable it only works incompletely, now only has the insufficiency ten star work, and is

112、 very unstable.</p><p>　　3.Galileoi forestalls opponent by a show of strength, with GPS combination application for overall mentality. The Galileo plan lifts up high the pure civil flag, feels relieved for t

113、he human with the security sense. Moreover its announce publicly and the GPS compatible interaction, strengthened its attraction and the competitive power, as well as service guarantee pledge. The richly colorful service