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1、 密级： 公开 NANCHANG UNIVERSITY 学 士 学 位 论 文THESIS OF BACHELOR（20112015年）题 目 基于单片机的北斗导航接收机设计 学 院： 信息工程 系 电子信息工程 专业班级： 生物医学工程xx班 学生姓名： xxx 学号： xxxx 指导教师： xxxx 职称： 讲 师 起讫日期： 20xx年3月16日至20xx年6月1日xx大 学学士学位论文原创性申明本人郑重申明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和
2、集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权xx大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密，在 年解密后适用本授权书。本学位论文属于 不保密。（请在以上相应方框内打“”）作者签名： 日期：导师签名： 日期：摘要基于单片机的北斗导航接收机设计专 业：生物医学工程 学 号：xx学生姓名：xxx 指导教师：xx摘
3、 要卫星导航已经成为继互联网、移动通信之后发展最快的信息产业之一，凡是涉及到位置、速度、时间信息的领域都与卫星导航技术息息相关。中国北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统，是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。随着北斗导航系统的不断完善和相关芯片的发展，基于北斗导航系统的应用越来越广泛。本课题采用u-Blox M8导航信号接收模块，结合STC12C5A32S2单片机设计北斗导航系统的接收机。U-Blox M8是三模接收模块，能够同时接收G
4、PS、北斗、GLONASS的信号。本课题完成了导航信息接收机的基本设计，实现了位置经纬度、移动速度、标准时间等相关信息的显示功能，为今后北斗导航系统在各领域中的应用打下坚实的基础。关键词：北斗(BD)导航；u-Blox M8模块；单片机；导航数据AbstractThe satellite navigation has become one of the fastest developing information industries following the Internet and the mobile communication. All domains related to the
5、position, velocity, and time information are related closely with the satellite navigation technology. The BeiDou Navigation Satellite System, a global navigation satellite system, is developed and operated by China independently, which has become the third mature satellite navigation system followi
6、ng the US Global Positioning System (GPS) and the Russian Global navigation satellite system (GLONASS ). With the perfection of the BeiDou Navigation Satellite System and development of the relevant chips, the application based on BeiDou Navigation Satellite System is becoming more and more popular.
7、The paper designs a receiver of BeiDou Navigation Satellite System using the module of u-Blox M8 navigation signal receiver, combined with the STC12C5A32S2 Single chip microcomputer. The U-Blox M8 is a receiver module which can receive GPS , BeiDou , and the GLONASS signal simultaneously. The basic
8、design of the navigation information receiver is completed, which realizes the display of the information related to the location of longitude and latitude, the moving speed, and the standard time, laying a slolid foundation for the application of BeiDou Navigation Satellite System in various fields
9、 in future. Keywords: BeiDou Navigation Satellite System; u-Blox M8 module; Single chip microcomputer; Navigation dataIV目录目录摘 要IAbstractII第一章 前言11.1 课题研究背景11.2国内外研究现状及发展趋势21.3本文研究内容21.4 本课题研究方案3第二章 北斗导航系统定位信息接收模块42.1 北斗导航定位系统42.1.1 工作原理42.2 u-Blox M8模块52.2.1 u-Blox M8模块介绍52.2.2 u-Blox M8数据输出格式62.2.3
10、 u-Blox M8输出语句格式6第三章 基于单片机的北斗导航接收机的硬件设计93.1 总体硬件方案的设计93.2 部分硬件设备基础介绍103.2.1 STC12C5A32S2简介103.2.2 12864液晶显示模块简介123.2.3 MAX232简介13第四章 基于单片机的北斗导航接收机的软件开发154.1 开发环境及软件方案设计154.1.1 单片机软件开发工具Keil uVision3154.1.2 keil软件调试及编译与运行164.1.3 软件设计思路174.2模块软件设计174.2.1 液晶显示初始化模块174.2.2 液晶显示模块184.2.3 单片机中断初始化模块194.2.
11、4 数据接收模块204.2.5 时序模块214.3 导航数据解析显示21第五章 系统调试与结果245.1 硬件调试245.2 软件调试245.3 设计结果245.4 结果分析26第六章 总结27致谢28参考文献29附录30第一章 前言第一章 前言1.1 课题研究背景20世纪70年代以来，美国和苏联相继启动各自的卫星导航定位计划，面对卫星导航技术的迅速发展及其在国民经济发展和现代战争中的重要作用，根据国情，我国在1980年开始建立一个独立的北斗卫星导航系统1。2003年，我国顺利建成北斗的验证系统，即北斗双星系统。我国卫星北斗导航系统的顺利建成，改变我国长期缺少高精度、实时定位的局面，打破美国和
12、俄罗斯在这一领域的垄断的局面，填补我国卫星导航定位系统的领域空白。并且北斗导航系统在推动国内多个领域发展起着及其重要的作用，成为我国带动科技发展，经济发展不可缺少的工具。北斗导航系统在各个领域中的应用情况4如下：1) 北斗定位技术的陆地应用北斗定位系统在陆地上的开发应用上体现出其及其重要的地位，体现在许多方面，如：各种车辆的行驶状态监控；旅游者或旅游车的景点导航；应急车辆的快速引导行驶；高精度时间比对和频率控制；大气物理观测；地壳内物理资源勘探；工程建设的施工放样测算；大型建筑和煤气田的沉降检测；板内运动状态和地壳形变测量；陆地以及海洋大地测量基准的测定；工程、区域、国家等各种类型大地测量控制
13、网的测量和建设等。2) 北斗定位技术的海洋应用北斗定位系统在海洋方面同样有着极其重要的作用，比如：远洋船舶的最佳航线测定；远洋船队在途中航行的实时调度和监测；内河船只的实时调度和自主导航测量；海洋救援的搜索和定点测量；远洋渔船的结队航行和作业调度；海洋油气平台的就位和复位测定；海底沉船位置的精确探测；海底管道铺设测量；海岸地球物理勘探；水文测量；海底大地测量控制网的布测；海底地形的精细测量；船运货物失窃报警；净化海洋；海洋纠纷或海损事故的定点测定；港口交通管制；海洋灾难检测等。3) 北斗定位技术的航空应用北斗定位系统在航空方面的应用主要体现在：民航飞机的在途自主导航；飞机精密着陆；飞机空中加油
14、控制；飞机编队飞行的安全保护；航空援救的搜索和定点测量；机载地球物理勘探；飞机探测灾区大小和标定测量；摄影和遥感飞机的七维状态参数和三维姿态参数测量等。由上可知，北斗系统在我国已经是多个领域继续发展不可或缺的核心工具。我们要利用这套系统， 最基本的就是要拥有能接收北斗系统发送的信号并且有能够实时输出显示的设备工具。输出显示的定位信息包括定位地点的经纬度、UTC标准时间、海平面高度、物体移动速度等。在市场已经出现一些价格比较昂贵的北斗导航仪器，且由于北斗系统发展时间较短，相较美国的GPS定位系统及俄罗斯的GLONASS系统在精度方面有一些差距，使得对于普通的使用者来说，北斗系统仪器不会是最合适的选择。基于此情况，本课题针对普通用户使用北斗系统仪器的实际需要，设计并制作基于单片机的北斗定位信息显示系统。1.2国内外研究现状及发展趋势我国在上世纪90年代开始建立北斗系统，至2003年顺利建成北斗验证系统即：北斗双星系统。北斗系统的建成打破美国和俄罗斯在这一领域的垄断的局面，更重要的是，填补我国缺少高精度、实时定位系统的空白6。这对于我过促进科技及经济发展具有重要意义。斗卫星系统是中国独立自主设计、建设的
