優(yōu)秀畢業(yè)論文（設(shè)計）：基于AT89S52單片機的GPS定位系統(tǒng)設(shè)計與研究30145

1、前 言隨著時代的發(fā)展，先進的科學(xué)技術(shù)給人們的生活帶來了翻天覆地的變化。各種各樣的智能化產(chǎn)品層出不窮，推動著社會的進步。全球定位系統(tǒng)gps是美國從20世紀70年代開始研制，在1994年建成，以接收導(dǎo)航衛(wèi)星信號為基礎(chǔ)的非自主式導(dǎo)航與定位系統(tǒng)，它以全球性、全能性、全天候性、連續(xù)實時高精度的實時時間、三維位置、三維速度為人們的生活帶來了方便。隨著全球定位技術(shù)的不斷改進和完善，它的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)粩嗟財U大，必將成為信息時代不可缺少的一部分。在我們的生活中g(shù)ps定位系統(tǒng)給我們帶來了便利，如車載gps導(dǎo)航儀、gps手持設(shè)備、gps/gprs遠程終端控制設(shè)備等，但是他們的價格比較昂貴。本設(shè)計使用低功耗的at89

2、s52單片機、gps衛(wèi)星定位模塊和lcd12864液晶顯示模塊來實現(xiàn)對gps定位信息的計算和顯示。gps信息主要有g(shù)pgsv（可見衛(wèi)星信息）、gpgll（地理定位信息）、gprmc（推薦最小定位信息）、gpvtg（地面速度信息）、gpgga（gps定位信息）和gpgsa（當前衛(wèi)星信息）。在設(shè)計中我用軟件只對gprmc（最小定位信息）和gpgga（gps定位信息）進行了解析，并將解析后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成字符，通過lcd12864顯示日期、時間、經(jīng)度、緯度、航向、速度和海拔高度等衛(wèi)星信息。本設(shè)計思路清晰、結(jié)構(gòu)簡易、性價比高，對研究gps定位系統(tǒng)二次開發(fā)有重要作用。1.設(shè)計原理1.1 at89s52單片機

3、結(jié)構(gòu)和原理1.1.1 at89s52單片機功能特性at89s52單片機是一種低功耗、高性能coms8位控制器，具有8k可編程flash存儲器。使用atmel公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80c51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，適宜于常規(guī)編程。at89s52具有以下標準功能：8k字節(jié)flash，256字節(jié)ram，32 位 i/o 口線，看門狗定時器，2 個數(shù)據(jù)指針，三個 16 位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，at89s52 可降至 0hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，cpu停

4、止工作，允許ram、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，ram內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。at89s52引腳分布圖如圖1所示：圖1 at89s52引腳分布圖at89s52主要性能： 與mcs-51單片機產(chǎn)品兼容 8k字節(jié)在系統(tǒng)可編程flash存儲器 1000次擦寫周期 全靜態(tài)操作：0hz33hz 三級加密程序存儲器 32個可編程i/o口線 三個16位定時器/計數(shù)器 八個中斷源 全雙工uart串行通道 低功耗空閑和掉電模式 掉電后中斷可喚醒 看門狗定時器 雙數(shù)據(jù)指針 掉電標識符1.1.2 復(fù)位控制電路原理復(fù)位是單片機的初始化操作，單

5、片機在上電啟動運行時，都需要先復(fù)位。其作用是使單片機和其他部件都處于一個確定的初始化狀態(tài)，并從這個工作狀態(tài)開始工作。但是單片機自身不能自動進行復(fù)位，必須使用外部復(fù)位電路來實現(xiàn)單片機的復(fù)位。單片機的外部復(fù)位電路有上電自動復(fù)位電路和按鍵手動復(fù)位電路兩種。我們采用的是按鍵手動復(fù)位，當復(fù)位按鍵按下后，復(fù)位端與vcc電源接通，電容迅速放電，使rest引腳為高電平；當復(fù)位鍵彈起后，vcc電源通過10k歐姆電阻對22uf電容重新充電，rest引腳端出現(xiàn)復(fù)位正脈沖。其持續(xù)時間取決于rc電路時間常數(shù)。復(fù)位控制電路圖如圖2所示：圖2 復(fù)位控制電路圖1.1.3 時鐘控制電路原理單片機的工作是在統(tǒng)一的時鐘脈沖控制下進

6、行的，這個時鐘脈沖由單片機時鐘電路發(fā)出，單片機的時鐘產(chǎn)生有內(nèi)部時鐘和外部時鐘兩種，我們采用的是內(nèi)部時鐘方式。此方式是利用芯片內(nèi)部的振蕩器，然后在引腳xtal1和xtal2兩端接晶體振蕩器，就構(gòu)成了自激的振蕩器，發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部時鐘電路。外接晶振時，c4和c5的值通常選擇為15pf33pf之間，電容對頻率有微調(diào)作用。時鐘控制電路圖如圖3所示：圖3 時鐘控制電路圖1.2 gps結(jié)構(gòu)組成全球定位系統(tǒng)（global positioning system）gps是美國第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是在子午儀衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它采納了子午儀系統(tǒng)的成功經(jīng)驗，和子午儀系統(tǒng)一樣，全球定位系統(tǒng)由空間部分

7、、地面控制部分和用戶設(shè)備三大部分組成。gps結(jié)構(gòu)組成圖如圖4所示：圖4 gps結(jié)構(gòu)組成圖1.2.1 空間部分gps的空間部分由21顆工作衛(wèi)星和3顆備用衛(wèi)星組成，它們位于距離地球表面20200km的高空中。平均分配在6個軌道平面上（每個平面4顆），軌道傾斜角為55，各軌道平面升交點的赤徑相差60度。此外，還有4顆有源備份衛(wèi)星在軌運行。衛(wèi)星的分布使得在全球任何地方、任何時間都可觀測到4顆以上的衛(wèi)星，并能保持良好定位解算精度的幾何圖象，這就提供了在時間上連續(xù)的全球?qū)Ш侥芰?。gps衛(wèi)星產(chǎn)生兩組電碼, 一組稱為c/a 碼( coarse/acquisition code11023mhz) ；一組稱為p

8、碼(precise code 10123mhz)，p 碼因頻率較高，不易受干擾，定位精度高，因此受美國軍方管制，并設(shè)有密碼，一般民間無法解讀，主要為美國軍方服務(wù)。c/a 碼人為采取措施而刻意降低精度后，主要開放給民間使用。gps衛(wèi)星有如下基本功能： 接受和存儲有地面監(jiān)控站發(fā)來的導(dǎo)航信息，接受并執(zhí)行監(jiān)控站的控制命令。 借組與衛(wèi)星上設(shè)有的微處理機進行必要的數(shù)據(jù)處理工作。 通過星載的高精度銫原子鐘和銣原子鐘提供精密的時間標準。 向用戶發(fā)送定位信息。 在地面監(jiān)控站的指令下，通過推進器調(diào)整衛(wèi)星的姿態(tài)和啟用備用衛(wèi)星。1.2.2 地面控制部分地面控制部分由1個主控站、5個監(jiān)測站和3個地面控制站組成。檢測站是

9、主控站直接控制下的數(shù)據(jù)自動采集中心，站內(nèi)配有雙頻的gps接收機和高精度原子鐘。檢測站將衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù),包括電離層和氣象數(shù)據(jù)，經(jīng)過初步處理后，傳送到主控站。主控站從各監(jiān)測站收集跟蹤數(shù)據(jù)，計算出衛(wèi)星的軌道和時鐘參數(shù)，然后將結(jié)果送到3 個地面控制站。地面控制站在每顆衛(wèi)星運行至上空時，把這些導(dǎo)航數(shù)據(jù)及主控站指令注入到衛(wèi)星。這種注入對每顆gps 衛(wèi)星每天一次，并在衛(wèi)星離開注入站作用范圍之前進行最后的注入。如果某地面站發(fā)生故障，那么在衛(wèi)星中預(yù)存的導(dǎo)航信息還可用一段時間，但導(dǎo)航精度會逐漸降低。1.2.3 用戶設(shè)備部分用戶設(shè)備即為gps接收機本設(shè)計主要是設(shè)計該部分，其主要功能是能夠捕獲一定衛(wèi)星截止角所選擇的待測

10、衛(wèi)星，并跟蹤這些衛(wèi)星。利用已經(jīng)設(shè)計好的gps接收模塊接收衛(wèi)星發(fā)送的定位信息，通過mcu處理采集到的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成字符，顯示定位信息。gps接收機的硬件，一般包括主機（包括gps數(shù)據(jù)采集芯片）、天線和電源，接收機中的微處理機算機是用戶設(shè)備的核心部分，它可以按照定位解算方法進行定位計算，計算出用戶所在位置的經(jīng)度、緯度、海拔高度、速度和日期時間信息。1.3 gps工作原理gps定位的基本原理是根據(jù)高速運動的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)，采用空間距離后方交會的方法，確定待測點的位置。本設(shè)計采用gps絕對定位原理，參照坐標系為wgs84坐標系。假設(shè)t時間在地面安置gps接收機，測得gps信號到達

11、gps接收機的時間為t，再根據(jù)gps接收機上接收到的從gps衛(wèi)星發(fā)射回來的星歷信息。測偽距觀測方程圖如圖5所示：圖5 測偽距觀測方程圖上述四個方程式中待測點坐標x、y、z和vt0為未知參數(shù)，其中di=cti（i=1、2、3、4）。di（i=1、2、3、4）分別為衛(wèi)星1、衛(wèi)星2、衛(wèi)星3、衛(wèi)星4到接收機之間的距離。ti（i=1、2、3、4）分別為衛(wèi)星1、衛(wèi)星2、衛(wèi)星3、衛(wèi)星4的信號到達接收機所經(jīng)歷的時間。c為gps信號的傳播速度（即光速）。 四個方程式中各個參數(shù)意義如下： x、y、z為待測點坐標的空間直角坐標。 xi、yi、zi（i=1、2、3、4）分別為衛(wèi)星1、衛(wèi)星2、衛(wèi)星3、衛(wèi)星4在t時刻的空

12、間直角坐標，可由衛(wèi)星導(dǎo)航電文求得。vti（i=1、2、3、4）分別為衛(wèi)星1、衛(wèi)星2、衛(wèi)星3、衛(wèi)星4的衛(wèi)星時鐘差它由衛(wèi)星星歷提供。vt0為接收機的時鐘差。由以上四個方程即可解算出待測點的坐標x、y、z和接收機的時鐘差vt0。1.4 gps數(shù)據(jù)解析本設(shè)計的gps接收機根據(jù)nmea-0183協(xié)議的標準規(guī)范，將位置、速度等信息通過串口傳送到單片機系統(tǒng)。nmea-0183協(xié)議是gps接收機應(yīng)當遵守的標準協(xié)議，也是目前gps接收機上使用最廣泛的協(xié)議，大多數(shù)常見的gps接收機、gps數(shù)據(jù)處理軟件、導(dǎo)航軟件都遵守或者至少兼容這個協(xié)議。nmea 通訊協(xié)議所規(guī)定的通訊語句都已是以 ascii 碼為基礎(chǔ)的，nmea

13、-0183 協(xié)議語句的數(shù)據(jù)格式如下：“$”為語句起始標志；“，”為域分隔符；“ *”為校驗和識別符，其后面的兩位數(shù)為校驗和，代表了“$”和“*”之間所有字符的按位異或值（不包括這兩個字符）；“”為終止符，所有的語句必須以“”或“”來結(jié)束，也就是 ascii 字符的“回車”（十六進制的 0d）和“換行”（十六進制的 0a）。所有的信息由$開始，以換行結(jié)束，緊跟著$后的五個字符解釋了信息的基本類型，多個參數(shù)之間用逗號隔開。nmea-0183 協(xié)議定義的語句非常多，但是常用的或者兼容性最廣的語句有$gpgga、$gpgsa、$gpgsv、$gprmc、$gpvtg、$gpgll等。在設(shè)計中我們只對g

14、prmc數(shù)據(jù)和gprmc數(shù)據(jù)進行了解析。1.4.1 gprmc數(shù)據(jù)詳解$gprmc,*hh utc時間，hhmmss(時分秒)格式 定位狀態(tài)，a=有效定位，v=無效定位 緯度ddmm.mmmm(度分)格式(前面的0也將被傳輸) 緯度半球n(北半球)或s(南半球) 經(jīng)度dddmm.mmmm(度分)格式(前面的0也將被傳輸) 經(jīng)度半球e(東經(jīng))或w(西經(jīng)) 地面速率(000.0999.9節(jié)，前面的0也將被傳輸) 地面航向(000.0359.9度，以真北為參考基準，前面的0也將被傳輸) utc日期，ddmmyy(日月年)格式 磁偏角(000.0180.0度，前面的0也將被傳輸) 磁偏角方向，e(東)

15、或w(西) 模式指示(僅nmea0183 3.00版本輸出，a=自主定位，d=差分，e=估算，n=數(shù)據(jù)無效) 解析內(nèi)容：1. 時間，這個是格林威治時間，是世界時間（utc），我們需要把它轉(zhuǎn)換成北京時間（btc），btc和utc差了8個小時，要在這個時間基礎(chǔ)上加8個小時。2. 定位狀態(tài)，在接收到有效數(shù)據(jù)前，這個位是v，后面的數(shù)據(jù)都為空，接到有效數(shù)據(jù)后，這個位是a，后面才開始有數(shù)據(jù)。3. 緯度，我們需要把它轉(zhuǎn)換成度分秒的格式，計算方法：如接收到的緯度是：4546.408914546.40891/100 = 45.4640891 可以直接讀出45度4546.4089145 * 100 = 46.40

16、891 可以直接讀出46分46.4089146 = 0.40891 * 60 = 24.5346 讀出24秒所以緯度是：45度46分24秒。4. 南北緯，這個位有兩種值n（北緯）和s（南緯）5. 經(jīng)度的計算方法和緯度的計算方法一樣6. 東西經(jīng)，這個位有兩種值e（東經(jīng)）和w（西經(jīng)）7. 速率，這個速率值是 海里/時，單位是節(jié)，要把它轉(zhuǎn)換成千米/時，根據(jù)：1海里 = 1.85公里，把得到的速率乘以1.85。8. 航向，指的是偏離正北的角度9. 日期，這個日期是準確的，不需要轉(zhuǎn)換1.4.2 gpgga數(shù)據(jù)詳解$gpgga,m,m,*xx$gpgga：起始引導(dǎo)符及語句格式說明(本句為gps定位數(shù)據(jù))u

17、tc時間，格式為hhmmss.sss緯度，格式為ddmm.mmmm(第一位是零也將傳送)緯度半球，n或s(北緯或南緯)經(jīng)度，格式為dddmm.mmmm(第一位零也將傳送)經(jīng)度半球，e或w(東經(jīng)或西經(jīng))定位質(zhì)量指示，0=定位無效，1=定位有效使用衛(wèi)星數(shù)量，從00到12(第一個零也將傳送)水平精確度，0.5到99.9天線離海平面的高度，-9999.9到9999.9米 m指單位米 大地水準面高度，-9999.9到9999.9米 m指單位米 差分gps數(shù)據(jù)期限(rtcm sc-104)，最后設(shè)立rtcm傳送的秒數(shù)量差分參考基站標號，從0000到1023(首位0也將傳送) 解析內(nèi)容：第9，10個字段，海

18、平面高度和大地水準面高度，單位是米1.5 lcd12864液晶顯示原理lcd12864是一種具有4/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊，其顯示分辨率為12864，內(nèi)置8192個16*16點漢字和128個16*8點ascii字符集。利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機交互圖形界面?？梢燥@示84行1616點陣的漢字。也可完成圖形顯示，低電壓低功耗是它的又一顯著特點。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點陣液晶顯示模塊相比，不但硬件電路結(jié)構(gòu)和顯示程序簡單，該模塊的價格也略低于相同點陣的圖形液晶模塊。1.5.1

19、 lcd12864的基本特性 低電源電壓（vdd:+3.0+5.5v） 顯示分辨率:12864點 內(nèi)置漢字字庫，提供8192個1616點陣漢字(簡繁體可選) 內(nèi)置 128個168點陣字符 2mhz時鐘頻率 顯示方式：stn、半透、正顯 驅(qū)動方式：1/32duty，1/5bias 背光方式：側(cè)部高亮白色led，功耗僅為普通led的1/51/10 通訊方式：串行、并口可選 內(nèi)置dc-dc轉(zhuǎn)換電路，無需外加負壓 無需片選信號，簡化軟件設(shè)計 工作溫度: 0 +55 ,存儲溫度: -20 +60 表1 lcdd12864并行接口表管腳號管腳名稱電平管腳功能描述1vss0v電源地2vcc3.0+5v電源正

20、3v0-對比度（亮度）調(diào)整4rs(cs）h/lrs=“h”,表示db7db0為顯示數(shù)據(jù)rs=“l(fā)”,表示db7db0為顯示指令數(shù)據(jù)5r/w(sid)h/lr/w=“h”,e=“h”,數(shù)據(jù)被讀到db7db0r/w=“l(fā)”,e=“hl”, db7db0的數(shù)據(jù)被寫到ir或dr6e(sclk)h/l使能信號7db0h/l三態(tài)數(shù)據(jù)線8db1h/l三態(tài)數(shù)據(jù)線9db2h/l三態(tài)數(shù)據(jù)線10db3h/l三態(tài)數(shù)據(jù)線11db4h/l三態(tài)數(shù)據(jù)線12db5待添加的隱藏文字內(nèi)容2h/l三態(tài)數(shù)據(jù)線13db6h/l三態(tài)數(shù)據(jù)線14db7h/l三態(tài)數(shù)據(jù)線15psbh/lh：8位或4位并口方式，l：串口方式（見注釋1）16nc-空

21、腳17/reseth/l復(fù)位端，低電平有效（見注釋2）18vout-lcd驅(qū)動電壓輸出端19avdd背光源正端（+5v）（見注釋3）20kvss背光源負端（見注釋3）注釋1：如在實際應(yīng)用中僅使用并口通訊模式，可將psb接固定高電平，也可以將模塊上的j8和“vcc”用焊錫短接。注釋2：模塊內(nèi)部接有上電復(fù)位電路，因此在不需要經(jīng)常復(fù)位的場合可將該端懸空。 注釋3：如背光和模塊共用一個電源，可以將模塊上的ja、jk用焊錫短接。2.總體設(shè)計方案2.1系統(tǒng)設(shè)計框圖本設(shè)計主要由電源電路、復(fù)位電路、時鐘電路、串口通信電路、gps接收模塊、lcd12864顯示電路組成。電源電路為系統(tǒng)提供電源，復(fù)位電路用于單片機

22、的初始化操作，時鐘電路用于是單片機工作在統(tǒng)一的時鐘脈沖。gps接收模塊由gps接收電路和gps接收天線組成。gps接收機用于接收gps衛(wèi)星信號，并將接收到的信息通過串口通信方式發(fā)送到單片機中。單片機通過軟件程序?qū)邮盏降膅ps定位信息進行計算解析，并將解析的結(jié)果通過lcd12864顯示。系統(tǒng)設(shè)計框圖如圖6所示：圖6 系統(tǒng)設(shè)計框圖3.模塊電路設(shè)計3.1單片機最小系統(tǒng)單片機最小系統(tǒng)由復(fù)位電路、時鐘電路、p0口加上拉電阻組成。我們采用的是按鍵手動復(fù)位，當復(fù)位按鍵按下后，復(fù)位端與vcc電源接通，電容迅速放電，使rest引腳為高電平；當復(fù)位鍵彈起后，vcc電源通過10k歐姆電阻對22uf電容重新充電，r

23、est引腳端出現(xiàn)復(fù)位正脈沖。其持續(xù)時間取決于rc電路時間常數(shù)。時鐘電路我們采用的是內(nèi)部時鐘方式。此方式是利用芯片內(nèi)部的振蕩器，然后在引腳xtal1和xtal2兩端接晶體振蕩器，就夠成了自激的振蕩器，發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部時鐘電路。最小系統(tǒng)電路圖如圖7所示：圖7 最小系統(tǒng)電路圖3.2 電源電路本設(shè)計電源電路由三個部分組成：包括整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路。u5為整流橋它將交流電轉(zhuǎn)化直流電。常見的整流電路有單相半波、全波、橋式、和倍壓整流電路。濾波電路用于濾去整流輸出電壓中的紋波，常見的濾波電路有電容濾波、電感濾波和混合濾波電路，設(shè)計中采用的是電容濾波。本設(shè)計的穩(wěn)壓電路采用的是三端穩(wěn)壓器。電源電路

24、圖如圖8所示：圖8 電源電路圖3.3 串口通信電路對于單片機來說，為了進行串行數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)通信，單片機有一個全雙工的串行通信接口，包含串行口接收和發(fā)送緩沖寄存器等。本設(shè)計中考慮到gps定位接收模塊與單片機之間進行數(shù)據(jù)通信。由于gps接收模塊需要的是ttl或cmos電平，可以通過max232進行電平轉(zhuǎn)化，單片機輸出的電平就是ttl電平。為什么要在加一個max232串口電路呢,就是為了方便在pc機上應(yīng)用gps viewer軟件觀察gps模塊是否接收到gps衛(wèi)星傳回的數(shù)據(jù)信息。串口通信電路圖如圖9所示：圖9 串口通信電路圖3.4 lcd12864顯示電路lcd12864是20個引腳sip封裝的集成接口

25、器件。在設(shè)計中我們將2腳外接電源，3腳接10k的電位器，可實現(xiàn)對其背光調(diào)節(jié)。4、5、6腳是控制端口，7-14腳是數(shù)據(jù)輸出端口，接單片機p0端口。lcd12864顯示電路圖如圖10所示：圖10 lcd12864顯示電路圖3.5 holux gr-87 gps模塊holux gr-87 gps是一種高性能，低功耗，體積小，很容易集成gps引擎板為一種廣譜的設(shè)計oem系統(tǒng)應(yīng)用。該產(chǎn)品是基于成熟的技術(shù)在其他holux12通道gps接收機和sirfstar ii / lp芯片組解決方案。該gps引擎板將跟蹤多達12顆衛(wèi)星在同一時間，而提供快速的時間，首次定位和一秒鐘的導(dǎo)航更新。其遠達能力滿足汽車導(dǎo)航的靈

26、敏度的要求，以及其他基于位置的應(yīng)用程序。因此，holux gr- 87引擎板是非常適合的客戶的avl系統(tǒng)集成和基于位置的服務(wù)。而gr- 87的設(shè)計采用了最新的表面貼裝技術(shù)（bga）和高水平的電路集成，實現(xiàn)卓越的性能，同時最大限度地減少空間和功率的要求。這種硬件功能結(jié)合智能軟件使引擎板更容易被集成在各種導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)品上。應(yīng)用系統(tǒng)可通過兩個rs232兼容設(shè)置與cmos / ttl電平的雙向溝通渠道進行數(shù)據(jù)通信。holux gr-87 gps模塊主要特點： 平均冷啟動時間在45秒 低功耗、12通道“全在查看”跟蹤 集成arm7tdmi cpu和軟件工程服務(wù) 嵌入式客戶定義的應(yīng)用程序 在1mb的sram

27、芯片 雙ttl電平的串行端口，一個用于gps接收器命令消息 接口，另一個為rtcm104 dgps輸入之一 契約理事會尺寸1“ 1”x0.27“（25.4x25.4x7mm），易于集成到手持設(shè)備 重捕時間0.1秒 支持標準nmea -0183和sirf二進制協(xié)議 支持精確的1pps輸出信號與gps時序?qū)R 多路徑緩解硬件 板上rtcm sc104 dgps和waas/ egnosdemodulator 內(nèi)置鋰電池進行g(shù)ps定位快表2 holux gr-87 gps模塊管腳分布表4.系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1主程序流程圖主程序是單片機程序執(zhí)行的主體部分，整個系統(tǒng)軟件的功能都在其中完成，本設(shè)計的主程序部分

28、主要包括：串口通信控制程序、lcd12864程序、gps數(shù)據(jù)解析程序和顯示程序。主程序中進行了串口初始化、定時器0初始化、lcd12864的初始化和gps數(shù)據(jù)的初始化。定義了gps的接收開始和停止標志位rev_start和rev_stop、gps處理標志位gps_falg和換頁顯示標志位change_page。進入主程序后首先判斷串口是否接收到數(shù)據(jù)及ch=$和gps_flag=0；然后rev_start=1，rev_stop=0，開始接收gps接收機發(fā)送的數(shù)據(jù)，rev_start=0，rev_stop=1接收完成；開定時器0，對gprmc和gpgga進行解析，并顯示解析的數(shù)據(jù)信息。如果沒有接收

29、到$，lcd12864顯示初始化信息。主程序流程圖如圖11所示:圖11 主程序流程圖4.2 gps數(shù)據(jù)處理流程圖gps數(shù)據(jù)的處理包含兩個部分：一部分是對gprmc數(shù)據(jù)的解析處理，另一部分是對gpgga數(shù)據(jù)的解析處理。在對gprmc數(shù)據(jù)的解析時主要是定義了以個字符型變量ch，并判斷接收到的數(shù)據(jù)的第五個字符，如果第五個字符是c，在判斷定位狀態(tài)status是否等于a，如果等于則就將接收到的經(jīng)度、緯度、日期和時間信息進行字符轉(zhuǎn)換，及單片機將gps接收機發(fā)送來的數(shù)據(jù)通過軟件程序控制轉(zhuǎn)換成字符型數(shù)據(jù)。在對gpgga數(shù)據(jù)的解析是也是定義了一個字符型變量ch，判斷接收到的數(shù)據(jù)的第四個字符，如果第四個字符是g，

30、且定位狀態(tài)標志位status不等于，那么單片機也將gps發(fā)送來的海拔高度和水平面高度數(shù)據(jù)通過軟件程序轉(zhuǎn)換成字符型數(shù)據(jù)。gps數(shù)據(jù)處理流程圖如圖12所示:圖12 gps數(shù)據(jù)處理流程圖每行開頭的字符都是$，接著是信息類型，后面是數(shù)據(jù)，以逗號分隔開。一行完整的數(shù)據(jù)如下：$gprmc,080655.00,a,4546.40891,n,12639.65641,e,1.045,328.42,170809,a*604.3 顯示程序流程圖顯示程序包含三個方面的數(shù)據(jù)顯示主要是日期時間、第一頁數(shù)據(jù)的顯示、第二頁數(shù)據(jù)的顯示。第一頁顯示經(jīng)緯度，第二頁顯示的是速度、航向、高度、海拔。開始程序后進入程序初始化定義數(shù)據(jù)；然后判斷gps接收機發(fā)送到單片機的數(shù)據(jù)是否解析，是否有效；有效的話就lcd12864清屏、開定時器0，顯示從gps衛(wèi)星發(fā)射回來的日期和時間。其次判斷經(jīng)緯度是東經(jīng)還是西經(jīng)、南緯還是北緯，如果正確顯示當前的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，關(guān)定時器0。否則的話lcd12864再一次清屏，開定時器0，顯示速度、航向、高度和海拔。顯示程序流程圖如圖13所示: