《基于单片机GPS定位系统的设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机GPS定位系统的设计（42页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 .南 阳 理 工 学 院计 算 机 与 信 息 工 程 学 院软硬件专业综合课程设计总结报告 题目： 基于单片机的GPS定位系统 姓 名： 张燕红 学 号： 105060640079 专 业： 通信工程 指导教师： 郑珂 起止日期： 14.214.6 南 阳 理 工 学 院计 算 机 与 信 息 工 程 学 院软硬件专业综合课程设计任务书实践题目基于单片机的GPS定位系统学生姓名张燕红班级通信二班学号105060640079指导教师郑珂职称副教授实践地点南阳理工学院实践日期2014年2月起至2014年6选题的目的：掌握GPS定位设计技巧，使自己所学的知识在现实中得以应用。制作出一套设计方案，
2、以软硬件相结合的方式完成整个GPS数据接收和显示的过程。完成一台液晶显示的手持式GPS定位接收设备。能够较为精确地计算和显示日期、时间、经度、纬度等卫星信息。通过对GPS 接收板和LED显示模块的研究，设计GPS定位信息的采集与显示系统。全球定位系统GPS是近年来开发的最具有开创意义的高新技术之一，其全球性、全天候性的导航定位、定时、测速优势必然会在诸多领域中得到越来越广泛的应用。GPS全球定位系统在实际生活中被广泛应用，是当今信息时代发展中的重要组成部分。因其具有性能好、精度高、应用广的特点，使其成为了迄今最好的导航定位系统。实践证明，该系统显示的时间非常精确、定位精度高，能满足一般应用项目
3、的使用，具有一定的实用价值。技术要求：1、 uVision2集成开发环境、 LCD液晶显示器2、系统的主要功能有： 1.硬件电路的设计2.GPS接收信息的处理 3.显示程序的调式进度安排：2014年2月20日2014年2月30日 查阅资料、项目总体分析2013年3月01日2013年3月13日 系统功能总体设计2013年3月14日2013年3月26日 软件程序及硬件电路设计2013年3月27日2014年月03日 软硬件系统调试、测试2014年01月04日2014年01月08日 撰写实训报告2014年01月09日2014年01月10日 验收主要参考资料：一、工具书：1邱致和，王万义.GPS原理与应
4、用M.北京:电子工业出版社，20012李维言，郭强.液晶显示应用技术，电子工业出版社，1999.83李维言，郭强，周云仙.液晶显示应用手册，电子工业出版社，2002.84陆爱明.单片机和图形液晶显示器接口应用技术，电子产品世界。2001.95余锡存.单片机原理及接口技术M.西安:西安电子科技大学出版社，20006戴佳，戴卫恒.51单片机C语言应用程序设计M.北京:电子工业出版社.20067彭为.单片机典型系统设计实例精讲M.北京:电子工业出版社.2006二、参考资料:1肖剑飞.嵌入式GPS通用卫星模拟器设计与实现J.空间电子技术，2007.42黄少锋，张尊泉，邓斌，黄斌.基于单片机采集与显示G
5、PS定位信息系统的设计J.空军雷达学院学报，2007.13王古猛.GPS与单片机接口程序设计J.电子测试，2007,74黄凌.基于单片机的GPS信息处理系统J.现代电子技术，2009,125杨平，宋贽存.基于GPS-OEM板和单片机的GPS接收机的设计J.东北林业大学学报，2009,5教师签名： 年 月 日目 录1. 引言12. 方案选择22.1. 方案一22.2. 方案二23. 硬件设计43.1. 系统总体结构图43.2. 单片机引脚连接电路43.3. LCD显示电路63.4. ISD语音电路73.5. LM7805稳压电路84. 软件设计104.1. 程序流程图104.2. 单片机串行通信
6、104.3. GPS接收语句设计114.4. LCD1602流程图134.5. ISD1730流程图155. 系统调试165.1. 单片机下载口调试165.2. LCD1602调试165.3. GPS定位坐标调试175.4. ISD1730语音录入调试185.5. LM7805供电部分调试20谢 辞21参考文献22附 录23附录1-原理图23附录2-PCB图24附录3-程序及注释25 资料. .1. 引言GPS 技术在军事、通讯、气象、勘探、导航、遥感、大地测量、地球动力以及天文等众多学科领域得到极其广泛的应用，推动了科学技术的迅猛发展，也丰富了人类的科学文化生活。现在，GPS 的外型设计已经
7、转向便携式发展，逐步踏入寻常百姓的生活中。所以，对GPS 的研究具有十分重要的意义。全球定位系统（Global Positioning System 简称GPS）是美国第二代军用导航系统，可实现全球范围内的实时导航和定位。GPS由太空卫星、地面控制系统、用户设备三个部分组成。太空卫星共有27颗，24颗运行，3颗备用。24颗可操作的工作卫星以55的倾角分布在地球上空20200KM的6个轨道面上。这些卫星轨道上的分布状态使地球上的任何位置在任意时候都可以同时收到至少6颗卫星的定位信息，这些卫星则不断地给全球用户发送位置和时间的广播数据。地面控制系统主要作用有：根据监控系统对GPS的观测数据计算出卫
8、星的星历和卫星钟的改正参数等，并将这些数据注入到卫星中去；对卫星进行控制，对卫星进行发布指令；接收卫星信号，监测卫星状态等。用户设备用于接收GPS卫星所发出的信号，利用这些信号进行导航定位等工作。GPS系统的基本定位原理是：每颗GPS卫星时刻发布其位置和时间数据信号，用户接收机可以测量每颗卫星信号到接收机的时间延迟，根据信号传输的速度可以计算出接收机到不同卫星的距离。同时收集至少4颗卫星的数据时，就可以算出三维坐标、速度和时间。由于GPS具有全球覆盖以及精度高、定位速度快、实时性好、抗干扰能力强等特点，近年来在国内外得到了广泛的应用，在各个领域发挥了极大的作用，已成为了信息时代不可以或缺的一部
9、分。本文的主要目的是在GPS和单片机的理论和知识上，选用Atmel公司的AT89S52提取GPS模块的接收数据并由1602液晶显示接收数据。在此设计过程中，主要熟悉GR-87 GPS模块各性能指标，结合单片机串行通信知识能实现对GPS接收到的卫星信息进行提取，而后在1602液晶显示平台上选择性的显示数据并且利用语音芯片ISD1730进行播报音。2. 方案选择2.1. 方案一主要芯片器件：GPS，GPS-OEM板；单片机，AT89S54；语音芯片，ISD1730；键盘模块；液晶LCD1602；电平转换MAX232；外置ROM等。GPS OEM键盘模块AT89S54MAX232LCD1602外置R
10、OMISD1730图2.1 硬件结构图OEM模块通过电平转换MAX232与AT89S54进行串行通信，其中GPS传入单片机的为GPRMC格式的语句，需要在单片机中进行数据拆分等操作。将取得的GPS数据发送到单片机中进行处理，通过键盘模块的按键控制，单片机判断后进行操作，或将数据存储到外置rom中，或将已得的经纬度通过ISD1730语音模块播报出，再次期间，LCD1602始终显示当前位置的经纬度。方案一特点：(1) OEM板军用板，精确度高，是集成模块，易于携带。(2) 键盘模块按键多，使用功能强大，可以实现多种功能。(3) AT89S54内存大，方便使用大程序。(4) 外置ROM，便于存储数据
11、以及调用。(5) GPS-OEM板需经过电平转化MAX232才可与单片机通信。并且OEM成本高，性价比一般。(6) AT89S54非常用芯片，不易获取。(7) 使用外置ROM需要占用至少8个数据口，如图1所示，需要对某个数据口进行分时复用。加大了电路复杂性。(8) 整个电路硬件多，布局难。2.2. 方案二主要芯片器件：GPS，GR-87；单片机，AT89S52；语音芯片，ISD1730；3个按键；液晶LCD1602等GR-87AT89S52摁键LCD1602ISD1730图2.2 硬件结构图GR-87模块与单片机AT89S52直接可以进行串行通信，其中GPS传入单片机的为GPRMC格式的语句，
12、需要在单片机中进行数据拆分等操作。将取得的GPS数据发送到单片机中进行处理，通过按键控制，单片机判断后进行操作，例如将已得的经纬度通过ISD1730语音模块播报出，并在特殊的经纬度范围内播报地址信息，在此期间，LCD1602始终显示当前位置的经纬度。方案二特点：(1) 电路硬件少，结构简单易懂。(2) GR-87成本低，性价比高。(3) AT89S52流行，内存8K足够使用。(4) 数据口刚好够用。(5) 结构简单，硬件及软件功能有一定的局限性。(6) GR-87以及接线不方便携带。最终选择了方案二，理由如下：1. GPS选择GR-87，它可以满足课题要求，并且其性价比高，而且不需要电平转换。
13、2. 课题按键功能的实现不需要键盘模块，只需46个按键即可。3. AT89S52内存足够用，不用再定做AT89S544. 虽然缺少了外置ROM，但减少了分时复用的麻烦。5. 方案二的I/O口分配合理。3. 硬件设计3.1. 系统总体结构图GR-87 TXD RXDLCD1602数据口ISD1730控制口按键单片机P1.2、P1.3 P0AT89S52RXDTXD P2.x图3.1 系统总体结构图系统总结构图如图3.1所示，其中，单片机P1.0P1.3口进行按键控制，GR87与单片机串行通信,单片机的TXD连接GR-87的RXD1，GR-87的RXD2口闲置。LCD经上拉电阻与单片机P0口连接，ISD1730相关控制口与P3口中的部分I/O口相连。系统由统一的电源5V供电。3.2. 单片机引脚连接电路图3.2 单片机引脚电路图3.3 最小系统电路AT89S52简介AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8
