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1、MCS-51 单片机与 GPS-OEM 板的串行通信问题分析【摘要】 在 GPS 系统中，GPS-OEM 板是核心部分，其串行通信有一定的特点。基于这种认识，本文对 MCS-51单片机与 GPSOEM 板的串行通信问题展开了分析，并结合问题完成了系统的软硬件配置，从而提出了系统通信信息的读取方法，进而为关注这一话题的人们提供参考。 【关键词】 MCS-51 单片机 GPS-OEM 板 串行通信 引言：就目前来看，GPS 系统已经在工业生产、军事和交通等行业得到了应用，用户只需要一台接收机，就能完成免费信息的获取。而加强对 MCS-51 单片机与 GPS-OEM 板的串行通信问题的研究，则能为
2、GPS 系统应用提供科学指导。 一、GPS-OEM 板的串行通信分析 GPS-OEM 板是 GPS 接收机的核心组成部分，能够实现对接收机的数据接收控制。从结构上来看，其包含中央处理器、变频器、信号通道和存储器等多个部分，能够对卫星信号进行接收，并且能够对信号进行变频、放大和滤波等处理，进而完成对卫星的跟踪、测量和锁定。利用获得的卫星位置信息，GPS-OEM 板也能完成信号传播时间的测算，并对天线的位置进行计算。由于 GPS-OEM 板拥有特殊的数据输出格式，所以还要对其与单片机的串行通信问题进行考虑。以 GPS25LP 为例，其拥有典型的 GPS-OEM 板结构。用户在与 GPS-OEM 板
3、进行连接时，需要利用输入输出接口完成信息输入，然后利用异步串行通信方式完成信息交换。在这一过程中，用户可以编制输入语言，并设定输出数据格式和导航模式，从而顺利解读 GPS-OEM 板提供的维度、速度和经度等定位信息。对于最终用户来讲，则无需进行输入语句的设置，可以直接使用设备的出厂默认状态。但是用户如果想要获得信息，还要进行输出语句的读取。 二、MCS-51 单片机与 GPS-OEM 板串行通信的实现 1、两种接口的比较。比较 TTL 接口和 RS232C 接口可以发现，二者在通信标准上有一定的差异。对于 TTL 接口来讲，逻辑“0”和“1”分别与 0V 和系统操作电压对应。对于 RS232C
4、 接口来讲，逻辑“0”和“1”分别与正电压和负电压对应。所以在进行两个接口连接的过程中，还要实现接口的有效转换。值得注意的是，GPS-OEM 板采用的是异步串行通信方式，将进行 NMEA-0183 格式的数据输出，所以还要根据其接口数据输出情况进行转换。目前，GPS-OEM板拥有是多种输出语句，包含定位数据语句、卫星状态语句和历书数据语句。在这些语句中，常用的主要是定位数据语句，结构如下图 1 所示。在该结构中，不同符号有不同的意义，如为位置固定时的世界协调时时间，为纬度值，为纬度半球，为经度值，为经度半径等，并且各自拥有对应的格式1。在实际应用的过程中，只需进行位置信息和时间的提取，即需要获
5、取、 、的信息，以验证定位数据的有效性。 2、接口电平的转换。在进行两个接口电平转换的过程中，可以使用 MAX202 芯片。在 GPS25LP 中，串行口共有 2个，其中一个可用于进行差分修正信息的输入，并完成卫星原始信息的输出。而另一个端口则可以进行输入语句的设定，并完成定位语句的输出。所以，可以将 GPS25LP 串行口与 MSC-51 单片机的串行口连接起来，从而实现二者的通信连接。在上电后，GPS 系统会在自检合格后进入卫星测量状态，然后进行测量信息的输出。 3、系统个性化配置。在实际应用 GPS25LP 时，由于其拥有 4800 的波特率，所以还要先将该数值设置为单片机串行口波特率。
6、使用的 51 单片机的外接晶体则为 11.0592，所以还要将定时器 1 设置为在 8 位自动重装，然后根据波特率完成定时器时长的设置。完成这些内容设置后，单片机则可以进行计数，而串行口应设置为 8 位 UART，以进行该种格式的数据接收2。此外，还应允许串行口中断。完成正确设置后，可以利用$GPGGA 语句完成定位数据接收。在系统有特殊要求的条件下，则要完成初始化配置，并做好数出语句选择。在初始化中，应利用-完成地理位置的设置，其余格式则可以保持原来的语句格式。此外，还要利用该语句完成 OEM 板的配置，利用进行波特率的选择，利用进行 PPS 的输出控制。 4、通信信息的读取。利用该系统进行
7、定位信息读取时，由于$GPGGA 语句中包含基本定位信息，所以能够使用户的一般需求得到满足。利用该语句，能够完成 81 个字符的输出。为使接收程序得到简化，还应利用 MCS-51 的 80H 内存进行接收到的 ASCII 码的存放，其中不包含语句名。在对于输出的语句进行读取时，还应先完成语句类型的判断，然后进行数据存放。在此基础上，则要对语句的结束标志进行确定。由于单片机可以采用中断方式进行语句接收，所以在系统收到中断后，可以进行有用消息的挑选。在这一过程中，还应先完成消息头的识别，而不同的消息头对应不同的消息，因此能够帮助用户完成消息的选择3。在接收前，还应先判断消息头是否正确，然后选择是否
8、接收信息。 结论：通过分析可以发现，在解决 MCS-51 和 GPSOEM板的串行通信问题时，还要结合各自硬件特点确定系统硬件?M 成，并完成系统关键软件的设计，从而通过完成系统个性化配置顺利进行定位信息的读取。因此，相信本对MCS-51 和 GPS-OEM 板串行通信问题展开的分析，能够为系统的应用提供指导。 参 考 文 献 1魏钊. 基于 GPS-OEM 板和单片机的定位终端开发J.电子制作，2013，06：5-6. 2高学群. 基于 GPS-OEM 板的液晶 GPS 定位信息显示器的设计J. 企业导报，2010，12：294. 3徐小涛. 基于 MCS-51 单片机的串行通信实现J. 计算机与网络，2010，19：51-54.
