基于单片机的GPS定位仪的设计.doc

1、本科生毕业论文(设计)基于单片机的GPS定位仪的设计院系名称姓名学号专业指导教师年4月25日摘 要GPS的使用现在已经非常普及，大到航空航海系统，小到个人移动设备，都有着它的身影。随着GPS的民用化与成本的降低，已经走入了人们的日常生活中，很多手机、PDA 等手持设备都配备了GPS功能。就功能而言，GPS就是在地球经纬座标系下对被测对象的方位进行测定，同时可以提供较高精度与实时的测定数据。对于基于单片机的便携式设备，如果要获取持有者的位置信息，则GPS是最好的解决方案。本设计是基于AT89S52单片机来实现的简易GPS定位信息显示系统。本控制系统主要完成接受数据、时间显示、经度显示、纬度显示等

2、常规功能。此方案基于单片机、GPS模块和LCD1602液晶显示屏等硬件, 并应用C语言实现了GPS信号的提取、显示及基本的键盘控制操作等。经过实践测试 ,这种接收机可以达到基本GPS信息的接收以及显示，可以做到体积小、精度高、连续导航，并可广泛应用于个人野外旅游探险、出租汽车定位及海上作业等领域。关键词：GPS定位系统；单片机；液晶显示屏AbstractThe use of GPS now very popular, aviation and navigation system, small to personal mobile equipment, all has the figure of

3、 it. With GPS and cost reduce the , has come into Peoples Daily life, a lot of cell phones, PDA, etc hand-held devices are equipped with GPS function. Say simply, GPS will function is the earth coordinate of the longitude of the orientation of the tested object were, at the same time can provide a h

4、igh quality and real-time data measured. Based on the single chip for portable devices, if you want to get the holders location information, the GPS is the best solution.This design based on the AT89S52 microcontroller is used to implement a simple GPS positioning information display system. This co

5、ntrol system is mainly done to accept the data, time display, latitude, longitude, and other routine functions. This program is based on single-chip, GPS module and 1602 LCD display, hardware, c language implementation and application of the GPS signal extraction, display and keyboard control of bas

6、ic operations. Practice tests, this receiver can receive and display the basic GPS information. small size, high accuracy, continuous navigation can be done, and can be widely applied to individuals in the wild tour adventure, hire car positioning and operations at sea, and other areas.Key Words:GPS

7、 positioning system，microcontroller，LCD display目录1 引言11.1 GPS技术的应用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各模块设计43.2.1 单片机引脚连接电路43.2.2 LCD显示电路53.2.3 LM7805稳压电路63.2.4 GPS接收模块74 软件设计84.1 程序流程图84.2 单片机串行通信84.3 GPS接收语句设计94.4 LCD1602流程图115系统调试135.1 单片机下载口调试135.2 LCD1602调试135.3 GPS定位坐标调试145.4 LM7805供电部分调

8、试156总结17参考文献18致 谢191 引言1978年2月22日第一颗GPS试验卫星的入轨运行，开创了以导航卫星为动态已知点的无线电导航定位的新时代。GPS卫星所发送的导航定位信号，是一种可供无数用户共享的空间信息资源。陆地、海洋和空间的广大用户，只要持有一种能够接收、跟踪、变换和测量GPS信号的接收机，就可以全天时、全天候和全球性地测量运动载体的七维状态参数和三维状态参数。其用途之广，影响之大，是任何其他无线电接收设备望尘莫及的。不仅如此，GPS卫星的入轨运行，还为大地测量学、地球动力学、地球物理学、天体力学、载人航天学、全球海洋学和全球气象学提供了一种高精度、全天时、全天候的测量新技术。

9、纵观现状，GPS技术有下述用途。1.1 GPS技术的应用各种车辆的行驶状态监控；旅游者或旅游车的景点导游；应急车辆（如公安、急救车等）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；地球物理资源勘探；工程建设的施工放样测量；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网的测量和建设；请求救援在途实时报告；引导盲人行走；平整路面的实时监控，精细农业。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；海底管道铺设测量；海岸地球物理勘探；水文

10、测量；浮筒抛设和暗礁爆破等海洋工程的精确定位；港口交通管制；海洋灾难检测。民航飞机的在途自主导航；飞机精密着陆；飞机空中加油控制；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。由此可见GPS技术已经延伸到各个领域的方方面面，本文的主要目的是在GPS和单片机的理论和知识上，选用意法半导体公司的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GS-91U7 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

11、显示平台上选择性的显示数据。2 方案选择2.1方案一主要芯片器件：GPS，GPS-OEM板；单片机，AT89S54；键盘模块；液晶LCD1602；电平转换MAX232；外置ROM等。LCD1602MAX232AT89S54键盘模块外置ROMGPS OEM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，在此期间，LCD1602始终显示当前位置的经纬度。方案一特点：(1

12、) 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2.1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，GS-91U7；单片机，AT89S52；3个按键；液晶LCD1602等LCD1602A

13、T89S52GS-91U7按键图2-2硬件结构图 GS-91U7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，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，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) GS-91U7成本低，性价比高。(3) AT89S52流行，内存足够使用。(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。最终选择了方案二，理由如下：1. GPS选择GS-91U7，它可以满足课题要求，

14、并且其性价比高，而且不需要电平转换。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4. 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GS-91U7 TXD RXDLCD1602数据口按键单片机P1.2、P1.3 AT89S52 P0RXDTXD 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，GS-91U7与单片机串行通信,单片机的TXD连接GS-91U7的RXD1，GS-91U7的RXD2口闲置。LCD经上拉电阻与单片机P0口连接。系统由统一的电源5V供电。3.2各模块设计3.2.1 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位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在