畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）基于單片機(jī)的gps定位信息顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　學(xué)校代碼： 10894 </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p><b>　　景德鎮(zhèn)學(xué)院</b></p><p>　　jingdezheng University</p><p><b>　　畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）</b></p&

2、gt;<p>　　BACHELOR DISSERTATION</p><p>　　論文題目： 基于單片機(jī)的GPS定位信息顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì) </p><p>　　學(xué)位類別：____ _ _____大專_____________ ___ </p><p>　　年級(jí)專業(yè)：__ 應(yīng)用電子技術(shù)

3、 ___ </p><p>　　作者姓名：____ ____________ </p><p>　　導(dǎo)師姓名：____ _ ___ _____________ _ ___ </p><p>　　完成時(shí)間：___ _

4、 ___ 2013年11月30日_____ __ _ ___ </p><p>　　基于單片機(jī)的GPS定位信息顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　中 文 摘 要</b></p><p>　　GPS全球定位系統(tǒng)在實(shí)際生活中被廣泛應(yīng)用，是當(dāng)今信息時(shí)代發(fā)展中的重要組成部分。因其具有性能好、精度高、應(yīng)用廣的特點(diǎn)，使其成為了迄今為止最好

5、的定位導(dǎo)航系統(tǒng)。</p><p>　　本論文詳細(xì)介紹了一種基于單片機(jī)、GPS接收模塊、OLED液晶顯示模塊等器件的GPS實(shí)時(shí)顯示功能的實(shí)現(xiàn)。分別從硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)等方面對(duì)其作了詳細(xì)的闡述，并且結(jié)合硬件的特點(diǎn)研究了MCS－51系列單片機(jī)如何與GPS接收模塊實(shí)現(xiàn)串行通信，該系統(tǒng)是根據(jù)GPS模塊數(shù)據(jù)輸出基本原理設(shè)計(jì)而成的。它是一臺(tái)體積小巧、攜帶方便、可以獨(dú)立使用的全天候?qū)崟r(shí)的定位導(dǎo)航設(shè)備。</p>&l

6、t;p>　　關(guān)鍵詞： GPS；單片機(jī)；GPS接收模塊；OLED液晶屏 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p>　　1.1 課題背景及意義1</p><p>　　1.2 論文主要內(nèi)容2</p>&

7、lt;p>　　第二章 GPS定位信息顯示系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.1 GPS全球定位系統(tǒng)簡(jiǎn)介3</p><p>　　2.2 GPS信號(hào)接收方案選擇5</p><p>　　2.3 GPS接收模塊的研究5</p><p>　　2.4 總體方案的設(shè)計(jì)6</p><p>　　第三章 基于單片機(jī)的

8、GPS硬件電路設(shè)計(jì)8</p><p>　　3.1 基于單片機(jī)的GPS硬件電路總體結(jié)構(gòu)8</p><p>　　3.2 基于單片機(jī)的GPS定位信息顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)硬件電路簡(jiǎn)介8</p><p>　　3.2.1 STC89C52簡(jiǎn)介8</p><p>　　3.2.2 SiRF Star II GPS信號(hào)接收模塊12</p>&l

9、t;p>　　3.2.3 OLED液晶顯示模塊介紹14</p><p>　　3.3 基于單片機(jī)的GPS硬件連接介紹15</p><p>　　第四章 基于單片機(jī)的GPS軟件設(shè)計(jì)17</p><p>　　4.1 GPS數(shù)據(jù)包介紹17</p><p>　　4.1.1使用ComAssistant.exe 軟件通過(guò)電腦測(cè)試GPS21<

10、;/p><p>　　4.2 基于單片機(jī)的GPS定位系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境―Keil uVision228</p><p>　　4.2.1 8051開(kāi)發(fā)工具28</p><p>　　4.2.2 uVision2集成開(kāi)發(fā)環(huán)境28</p><p>　　4.2.3 編輯器和調(diào)試器29</p><p>　　4.2.4 測(cè)試程序3

11、0</p><p>　　4.2.5 Keil C編譯步驟31</p><p>　　4.3 基于單片機(jī)的GPS軟件設(shè)計(jì)思路33</p><p>　　4.4 模塊軟件設(shè)計(jì)34</p><p>　　4.4.1 液晶模塊初始化模塊34</p><p>　　4.4.2 GPS數(shù)據(jù)接收模塊37</p>&l

12、t;p>　　第五章 系統(tǒng)調(diào)試與實(shí)驗(yàn)結(jié)果39</p><p>　　5.1 硬件調(diào)試39</p><p>　　5.2 軟件調(diào)試39</p><p>　　5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果40</p><p>　　5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析41</p><p><b>　　第六章 總結(jié)42</b></p

13、><p><b>　　致謝43</b></p><p><b>　　致謝43</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)44</b></p><p><b>　　附錄45</b></p><p><b>　　第一章

14、緒論</b></p><p>　　1.1 課題背景及意義</p><p>　　1978年2月22日第一顆GPS試驗(yàn)衛(wèi)星的入軌運(yùn)行，開(kāi)創(chuàng)了以導(dǎo)航衛(wèi)星為動(dòng)態(tài)已知點(diǎn)的無(wú)線電導(dǎo)航定位的新時(shí)代。GPS衛(wèi)星所發(fā)送的導(dǎo)航定位信號(hào)，是一種可供無(wú)數(shù)用戶共享的空間信息資源[1]。陸地、海洋和空間的廣大用戶，只要持有一種能夠接收、跟蹤、變換和測(cè)量GPS信號(hào)的接收機(jī)，就可以全天時(shí)、全天候和全球性的測(cè)量

15、運(yùn)動(dòng)載體的七維狀態(tài)參數(shù)和三維狀態(tài)參數(shù)。其用途之廣，影響之大，是其他無(wú)線電接收裝置都望塵莫及的。不僅如此，GPS衛(wèi)星的入軌運(yùn)行，還為大地測(cè)量學(xué)、地球動(dòng)力學(xué)、地球物理學(xué)、天體力學(xué)、載人航天學(xué)、全球海洋學(xué)和全球氣象學(xué)提供了一種高精度、全天時(shí)、全天候的測(cè)量新技術(shù)?？v觀現(xiàn)狀，GPS技術(shù)有如下用途。</p><p>　　GPS技術(shù)的陸地應(yīng)用</p><p>　　GPS技術(shù)在陸地上的開(kāi)發(fā)應(yīng)用可以體現(xiàn)在許

16、多方面，如：各種車輛的行駛狀態(tài)監(jiān)控；旅游者或旅游車的景點(diǎn)導(dǎo)游；應(yīng)急車輛的快速引導(dǎo)行駛；高精度時(shí)間比對(duì)和頻率控制；大氣物理觀測(cè)；地球物理資源勘探；工程建設(shè)的施工放樣測(cè)量；大型建筑和煤氣田的沉降檢測(cè)；板內(nèi)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和地殼形變測(cè)量；陸地以及海洋大地測(cè)量基準(zhǔn)的測(cè)定；工程、區(qū)域、國(guó)家等各種類型大地測(cè)量控制網(wǎng)的測(cè)量和建設(shè)等。</p><p>　　GPS技術(shù)的海洋應(yīng)用</p><p>　　GPS技術(shù)在海洋

17、方面有著極其重要的作用，比如：遠(yuǎn)洋船舶的最佳航線測(cè)定；遠(yuǎn)洋船隊(duì)在途中航行的實(shí)時(shí)調(diào)度和監(jiān)測(cè)；內(nèi)河船只的實(shí)時(shí)調(diào)度和自主導(dǎo)航測(cè)量；海洋救援的搜索和定點(diǎn)測(cè)量；遠(yuǎn)洋漁船的結(jié)隊(duì)航行和作業(yè)調(diào)度；海洋油氣平臺(tái)的就位和復(fù)位測(cè)定；海底沉船位置的精確探測(cè)；海底管道鋪設(shè)測(cè)量；海岸地球物理勘探；水文測(cè)量；海底大地測(cè)量控制網(wǎng)的布測(cè)；海底地形的精細(xì)測(cè)量；船運(yùn)貨物失竊報(bào)警；凈化海洋；海洋糾紛或海損事故的定點(diǎn)測(cè)定；港口交通管制；海洋災(zāi)難檢測(cè)等。</p>&

18、lt;p>　　GPS技術(shù)的航空應(yīng)用</p><p>　　GPS技術(shù)在航空方面的應(yīng)用主要體現(xiàn)在：民航飛機(jī)的在途自主導(dǎo)航；飛機(jī)精密著陸；飛機(jī)空中加油控制；飛機(jī)編隊(duì)飛行的安全保護(hù)；航空援救的搜索和定點(diǎn)測(cè)量；機(jī)載地球物理勘探；飛機(jī)探測(cè)災(zāi)區(qū)大小和標(biāo)定測(cè)量；攝影和遙感飛機(jī)的七維狀態(tài)參數(shù)和三維姿態(tài)參數(shù)測(cè)量等。</p><p>　　GPS技術(shù)的航天應(yīng)用</p><p>　　G

19、PS技術(shù)在航天方面同樣也有著很重要的作用：低軌道通訊衛(wèi)星群的實(shí)時(shí)軌道測(cè)量；衛(wèi)星入軌和衛(wèi)星回收的實(shí)時(shí)點(diǎn)位測(cè)量；載入航天器的在軌防護(hù)探測(cè)；星載GPS的遮掩天體大小和大氣參數(shù)測(cè)量；對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星的七維狀態(tài)參數(shù)和三維狀態(tài)參數(shù)測(cè)量[2]。</p><p>　　由此可見(jiàn)，GPS技術(shù)已經(jīng)延伸到各個(gè)領(lǐng)域的方方面面，但是要完成以上所述的各種用途，最基本的就是要具備能夠接收GPS信號(hào)并且能夠調(diào)制輸出的設(shè)備，而這種設(shè)備最基本的功能就是能

20、夠顯示當(dāng)時(shí)所處地點(diǎn)的經(jīng)緯度以及UTC標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間?，F(xiàn)在世面上已經(jīng)有許多基于GPS接收模塊所開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品，如GPS手持機(jī)、車載GPS導(dǎo)航儀等等，雖然其功能強(qiáng)大，但價(jià)格相對(duì)而言比較昂貴，而且對(duì)于普通應(yīng)用沒(méi)有必要。所以基于這種情況下，本次設(shè)計(jì)針對(duì)普通用戶使用GPS的切實(shí)需要，設(shè)計(jì)并制作基于單片機(jī)的GPS定位信息顯示系統(tǒng)。</p><p>　　1.2 論文主要內(nèi)容</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)

21、是在GPS和單片機(jī)的理論知識(shí)基礎(chǔ)上，選擇合適的單片機(jī)提取GPS接收模塊接收的數(shù)據(jù)并且由液晶顯示模塊顯示接收的數(shù)據(jù)。</p><p>　　在此次設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要熟悉所選用的GPS接收模塊的性能指標(biāo)，學(xué)習(xí)NMEA封包并懂得如何使用NMEA輸出命令，結(jié)合單片機(jī)的相關(guān)知識(shí)能實(shí)現(xiàn)對(duì)GPS接收到的衛(wèi)星信息進(jìn)行提取，并在液晶顯示器上選擇性的顯示需要的數(shù)據(jù)。</p><p>　　第二章 GPS定位信息顯

22、示系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 GPS全球定位系統(tǒng)簡(jiǎn)介 </p><p>　　全球定位系統(tǒng)(GPS)是本世紀(jì)70年代由美國(guó)陸?？杖娐?lián)合研制的新一代空間衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。其主要目的是為陸、海、空三大領(lǐng)域提供實(shí)時(shí)、全天候和全球性的導(dǎo)航服務(wù)，并用于情報(bào)收集、核爆監(jiān)測(cè)和應(yīng)急通訊等一些軍事目的，是美國(guó)獨(dú)霸全球戰(zhàn)略的重要組成部分。</p><p>　　全球定位系統(tǒng)

23、由三部分構(gòu)成：</p><p>　　(1) 地面控制部分，由主控站(負(fù)責(zé)管理、協(xié)調(diào)整個(gè)地面控制系統(tǒng)的工作)、地面天線(在主控站的控制下，向衛(wèi)星注入尋電文)、監(jiān)測(cè)站(數(shù)據(jù)自動(dòng)收集中心)和通訊輔助系統(tǒng)(數(shù)據(jù)傳輸)組成。</p><p>　　(2) 空間部分，由24顆衛(wèi)星組成，分布在6個(gè)軌道平面上。</p><p>　　(3) 用戶裝置部分，主要由GPS接收機(jī)和衛(wèi)星天線組

24、成[3]。這三部分的相互關(guān)系如圖2.1所示。</p><p>　　圖2.1 GPS全球定位系統(tǒng)組成</p><p>　　1978年2月22日，第一顆GPS試驗(yàn)衛(wèi)星的發(fā)射成功，標(biāo)志著工程研制階段的開(kāi)始。1989年2月14日，第一顆GPS工作衛(wèi)星的發(fā)射成功，宣告GPS系統(tǒng)進(jìn)入了生產(chǎn)作業(yè)階段。GPS系統(tǒng)經(jīng)過(guò)16年的發(fā)射試驗(yàn)衛(wèi)星，到開(kāi)發(fā)GPS信號(hào)應(yīng)用，進(jìn)而發(fā)射工作衛(wèi)星，終于在1994年3月建成了信

25、號(hào)覆蓋率達(dá)到了98％的GPS工作星座，它由24顆Block2衛(wèi)星衛(wèi)星組成。Block2衛(wèi)星如圖2.2所示。</p><p>　　圖2.2 Block2衛(wèi)星圖</p><p>　　全球定位系統(tǒng)有很多特點(diǎn)，其主要特點(diǎn)如下：</p><p><b>　　(1) 全天候；</b></p><p><b>　　(2) 全

26、球覆蓋；</b></p><p>　　(3) 三維定速定時(shí)高精度；</p><p>　　(4) 快速省時(shí)高效率；</p><p>　　(5) 應(yīng)用廣泛多功能。</p><p>　　24顆GPS衛(wèi)星在離地面2萬(wàn)公里的高空上，以12小時(shí)的周期環(huán)繞地球運(yùn)行，使得在任意時(shí)刻，在地面上的任意一點(diǎn)都可以同時(shí)接收到6顆以上GPS衛(wèi)星的定位信息。

27、只要有4顆衛(wèi)星的定位信息，GPS接收機(jī)就能向用戶提供三維坐標(biāo)、時(shí)間及移動(dòng)速度等信息參數(shù)。</p><p>　　由于衛(wèi)星的位置精確可知，在GPS觀測(cè)中，我們可得到衛(wèi)星到接收設(shè)備的距離，根據(jù)三維坐標(biāo)中的距離公式，利用3顆衛(wèi)星，就可以組成3個(gè)方程式，解出觀測(cè)點(diǎn)的位置(X,Y,Z)?？紤]到衛(wèi)星的時(shí)鐘與接收機(jī)時(shí)鐘之間的誤差，實(shí)際上有4個(gè)未知數(shù)，X、Y、Z和鐘差，因而需要引入第4顆衛(wèi)星，形成4個(gè)方程式進(jìn)行求解，從而得到觀測(cè)點(diǎn)

28、的經(jīng)緯度和高程。 </p><p>　　由于衛(wèi)星運(yùn)行軌道、衛(wèi)星時(shí)鐘存在誤差，大氣對(duì)流層、電離層對(duì)信號(hào)的影響，以及人為的SA保護(hù)政策，使得民用GPS的定位精度只有100米。美國(guó)政府宣布從2000年起，在保證美國(guó)國(guó)家安全不受威脅的前提下，取消SA政策，GPS民用信號(hào)精度在全球范圍內(nèi)得到改善，利用C/A碼進(jìn)行單點(diǎn)定位的精度由100米提高到20米。為了達(dá)到更高的定位精度，往往還采用了差分GPS(DGPS)技術(shù)，建立基準(zhǔn)站

29、(差分臺(tái))進(jìn)行GPS觀測(cè)，利用已知的基準(zhǔn)站精確坐標(biāo)，與觀測(cè)值進(jìn)行比較，從而得出一修正數(shù)，并對(duì)外發(fā)布。接收機(jī)收到該修正數(shù)后，與自身的觀測(cè)值進(jìn)行比較，消去大部分誤差，得到一個(gè)比較準(zhǔn)確的位置。實(shí)驗(yàn)表明，利用差分GPS，定位精度可提高到5米。</p><p>　　2.2 GPS信號(hào)接收方案選擇</p><p>　　要實(shí)現(xiàn)在液晶顯示器上顯示出接收到的GPS數(shù)據(jù)信息，首先要實(shí)現(xiàn)GPS信號(hào)的接收。在接收

30、GPS信號(hào)方案上可以有兩種選擇。</p><p>　　第一種方案是選擇GPS接收芯片然后再根據(jù)芯片設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)外圍電路和安裝天線等，選擇這個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)是可以掌握到GPS接收部分的電路設(shè)計(jì)技術(shù)，但是這個(gè)方案的缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的，首先實(shí)現(xiàn)的難度較大，不容易成功，其次由于GPS接收芯片一般都是廠商直接供貨，單獨(dú)采購(gòu)價(jià)格會(huì)很高。</p><p>　　第二種方案是選擇成品的GPS接收模塊，采用這個(gè)

31、方案的優(yōu)點(diǎn)是由于現(xiàn)階段GPS接收模塊的制造技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，性能穩(wěn)定并且使用非常方便，定位成功后直接就可以通過(guò)模塊輸出GPS相關(guān)信息。并且在經(jīng)過(guò)大規(guī)模的商業(yè)化生產(chǎn)后價(jià)格已經(jīng)能被我們所接受，這樣的模塊在市面上也能夠容易的購(gòu)買到。</p><p>　　從上面的分析可以知道，選擇GPS接收模塊就能夠很好的作為本次設(shè)計(jì)接收GPS定位信息的解決方案，因此我選擇第二種方案來(lái)完成本次設(shè)計(jì)。</p><p&g

32、t;　　2.3 GPS接收模塊的研究</p><p>　　GPS接收模塊是接收機(jī)的關(guān)鍵部分，而且型號(hào)很多，功能各異，一般組成結(jié)構(gòu)主要由低噪聲下變頻器、并行信號(hào)通道、CPU、儲(chǔ)存器等組成。</p><p>　　GPS接收模塊通過(guò)它的接收天線獲取衛(wèi)星信號(hào)，經(jīng)過(guò)變頻、放大、濾波、相關(guān)、混頻等一系列處理，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)天線視界內(nèi)衛(wèi)星的跟蹤、鎖定和測(cè)量。在獲取了衛(wèi)星的位置信息和測(cè)算出衛(wèi)星信號(hào)傳播時(shí)間之后

33、，即可計(jì)算出天線位置。用戶通過(guò)輸入輸出接口，與GPS接收模塊進(jìn)行信息交換，實(shí)現(xiàn)功能。GPS接收模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2.3所示。</p><p>　　圖2.3 GPS接收模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　2.4 總體方案的設(shè)計(jì)</p><p>　　本次設(shè)計(jì)要求通過(guò)單片機(jī)控制GPS器件實(shí)現(xiàn)定位信息顯示功能。在這里使用常見(jiàn)的MCS-51型單片機(jī)作為處理器，利用MCS-51單片

34、機(jī)的串行接口接收SiRF Star II GPS信號(hào)接收模塊輸出的數(shù)據(jù)信號(hào)，并通過(guò)軟件方法篩選出其中有用的定位數(shù)據(jù)，最后通過(guò)單片機(jī)的并行接口輸出至液晶顯示模塊顯示的方案。該GPS定位信息顯示系統(tǒng)硬件部分主要由以下幾個(gè)部分組成： </p><p>　　(1) 接收部分：以SiRF Star II GPS接收模塊為核心的GPS接收機(jī)； </p><p>　　(2) 控制電路：由51單片機(jī)作為微

35、處理器控制GPS信號(hào)； </p><p>　　(3) 顯示部分：OLED液晶顯示模塊； </p><p>　　(4) 電源電路部分:用以提供系統(tǒng)工作時(shí)所必須的電。 </p><p>　　單片機(jī)系統(tǒng)：本次設(shè)計(jì)使用51單片機(jī)作為微處理器，控制GPS數(shù)據(jù)的讀取和傳輸過(guò)程。利用其串行接口接收SiRF Star II GPS接收模塊輸出的NMEA-0183語(yǔ)句數(shù)據(jù)，并將接收到

36、的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)篩選和處理后發(fā)送到OLED液晶顯示器顯示。 </p><p>　　外圍電路：外圍電路一部分是由GPS接收器件及其輔助電路組成，一部分是OLED液晶顯示模塊的電源電路和顯示電路。SiRF Star II GPS接收模塊主要由變頻器、信號(hào)通道、存儲(chǔ)器、中央處理器和輸入輸出接口構(gòu)成。它接收天線獲取的衛(wèi)星信號(hào)，經(jīng)過(guò)變頻、放大、濾波、相關(guān)、混頻等一系列處理，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)天線視界內(nèi)衛(wèi)星的跟蹤、鎖定和測(cè)量定位。 <

37、;/p><p>　　單片機(jī)控制程序：編寫程序，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)控制系統(tǒng)的初始化，控制GPS器件完成數(shù)據(jù)的采集,進(jìn)行相應(yīng)的信號(hào)處理，并通過(guò)單片機(jī)接口輸出至液晶顯示模塊顯示必要的數(shù)據(jù)。</p><p>　　由此可知：GPS接收模塊將接收到的GPS衛(wèi)星導(dǎo)航電文調(diào)制解碼，轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)格式后，送給單片機(jī)，當(dāng)單片機(jī)接收到GPS發(fā)送過(guò)來(lái)的導(dǎo)航電文后，經(jīng)過(guò)片內(nèi)程序的識(shí)別篩選，將篩選出來(lái)的導(dǎo)航電文送到顯示模塊，并且最后

38、通過(guò)液晶顯示器按照要求顯示出來(lái)。</p><p>　　第三章 基于單片機(jī)的GPS硬件電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 基于單片機(jī)的GPS硬件電路總體結(jié)構(gòu)</p><p>　　根據(jù)總體設(shè)計(jì)方案，該基于單片機(jī)的GPS硬件電路設(shè)計(jì)主要由GPS信號(hào)接收部分（SiRF Star II GPS信號(hào)接收模塊）、控制芯片（STC89C516RD+單片機(jī)）、顯示部分（OLED液晶

39、顯示模塊）這幾部分構(gòu)成。其大體結(jié)構(gòu)框圖如圖3.1所示。</p><p>　　圖3.1 基于單片機(jī)的GPS硬件總體結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　3.2 基于單片機(jī)的GPS定位信息顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)硬件電路簡(jiǎn)介</p><p>　　3.2.1 STC89C516RD+簡(jiǎn)介</p><p>　　STC89C516RD+是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8 位

40、單片機(jī)，采用40引腳雙列直插封裝方式。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容[4]。</p><p>　　STC89C516RD+引腳如圖3.2所示：</p><p>　　圖3.2 STC89C52引腳圖</p><p><b>　　其引腳說(shuō)明如下：</b></p>&l

41、t;p>　　主電源引腳（2根）：</p><p>　　VCC(Pin40)：電源輸入，接＋5V電源；</p><p>　　GND(Pin20)：接地線。</p><p>　　外接晶振引腳（2根）：</p><p>　　XTAL1(Pin19)：片內(nèi)振蕩電路的輸入端；</p><p>　　XTAL2(Pin18)：

42、片內(nèi)振蕩電路的輸出端。</p><p><b>　　控制引腳（4根）：</b></p><p>　　RST (Pin9)：復(fù)位引腳，引腳上出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位；</p><p>　　ALE/PROG(Pin30)：地址鎖存允許信號(hào)；</p><p>　　PSEN(Pin29)：外部存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)；&l

43、t;/p><p>　　EA/VPP(Pin31)：程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲(chǔ)器讀指令，如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器讀指令。</p><p>　　可編程輸入/輸出引腳（32根）：</p><p>　　STC89C516RD+單片機(jī)有4組8位的可編程I/O口，分別為P0、P1、P2、P3口，每個(gè)口有8根引腳，共32根。</p><p

44、>　　P0口（Pin39～Pin32）：8位雙向I/O口線，名稱為P0.0～P0.7；</p><p>　　P1口（Pin1～Pin8）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，名稱為P1.0～P1.7；</p><p>　　P2口（Pin21～Pin28）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，名稱為P2.0～P2.7；</p><p>　　P3口（Pin10～Pin17）：8位準(zhǔn)雙向I/O

45、口線，名稱為P3.0～P3.7。</p><p>　　STC89C516RD+主要功能如表3.1所示。</p><p>　　表3.1 STC89C516RD+2主要功能</p><p><b>　　時(shí)鐘電路</b></p><p>　　STC89C516RD+內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳RXD和TXD

46、分別是此放大器的輸入端和輸出端。時(shí)鐘可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。內(nèi)部方式的時(shí)鐘電路如圖3.3(a) 所示，在RXD和TXD引腳上外接定時(shí)元件，內(nèi)部振蕩器就產(chǎn)生自激振蕩。定時(shí)元件通常采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。晶體振蕩頻率可以在1.2～12MHz之間選擇，電容值在5～30pF之間選擇，電容值的大小可對(duì)頻率起微調(diào)的作用[5]。</p><p>　　外部方式的時(shí)鐘電路如圖3.3（b）所示，RXD接地，T

47、XD接外部振蕩器。對(duì)外部振蕩信號(hào)無(wú)特殊要求，只要求保證脈沖寬度，一般采用頻率低于12MHz的方波信號(hào)。片內(nèi)時(shí)鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻，產(chǎn)生一個(gè)兩相時(shí)鐘P1和P2，供單片機(jī)使用。</p><p>　?。╝）內(nèi)部方式時(shí)鐘電路 （b）外部方式時(shí)鐘電路</p><p><b>　　圖3.3 時(shí)鐘電路</b></p><

48、p><b>　　(2) 復(fù)位</b></p><p>　　復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。其主要功能是把PC初始化為0000H，使單片機(jī)從0000H單元開(kāi)始執(zhí)行程序。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為擺脫困境，也需按復(fù)位鍵重新啟動(dòng)[6]。</p><p>　　除PC之外，復(fù)位操作還對(duì)其他一些寄存器有影響，它們的復(fù)位狀態(tài)如

49、表3.2所示。</p><p>　　表3.2 一些寄存器的復(fù)位狀態(tài)</p><p>　　RST引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端。復(fù)位信號(hào)是高電平有效，其有效時(shí)間應(yīng)持續(xù)24個(gè)振蕩周期(即二個(gè)機(jī)器周期)以上。若使用頗率為6MHz的晶振，則復(fù)位信號(hào)持續(xù)時(shí)間應(yīng)超過(guò)4us才能完成復(fù)位操作。</p><p>　　整個(gè)復(fù)位電路包括芯片內(nèi)、外兩部分。外部電路產(chǎn)生的復(fù)位信號(hào)(RST)送至施密特

50、觸發(fā)器，再由片內(nèi)復(fù)位電路在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2時(shí)刻對(duì)施密特觸發(fā)器的輸出進(jìn)行采樣，然后才得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號(hào)[7]。</p><p>　　3.2.2 SiRF Star II GPS信號(hào)接收模塊</p><p>　　該設(shè)計(jì)中GPS信號(hào)接收模塊所選用的是SiRF Star II GPS接收模塊，該模塊是由美國(guó)瑟孚科技有限公司所生產(chǎn)。主要使用到的引腳如圖3.4所示。該模塊具有12通道并

51、行接收能力，所接收的GPS信號(hào)屬于民用頻段的L1信號(hào)（1575.42MHz），在沒(méi)有SA干擾的情況下平均定位誤差為10米，動(dòng)態(tài)速度誤差為0.1米/秒，信號(hào)靈敏度達(dá)到－142dBm，冷啟動(dòng)定位時(shí)間為42秒，熱啟動(dòng)時(shí)間為38秒，重新定位時(shí)間僅僅需要8秒。</p><p>　　圖3.4 SiRF Star II引腳圖</p><p>　　GPS數(shù)據(jù)輸出格式為標(biāo)準(zhǔn)的NMEA－0183標(biāo)準(zhǔn)，采集地

52、理信息的更新速率為每?jī)擅胍淮?，地圖坐標(biāo)系為WGS－84坐標(biāo)系[8]。</p><p>　　該模塊天線采用的是體積小、可靠性高、靈敏度高的微帶天線，該天線封裝在模塊內(nèi)部，更進(jìn)一步的提高了整個(gè)模塊的可靠性。該模塊實(shí)物圖如圖3.5所示。</p><p>　　圖3.5 GPS接收模塊</p><p>　　它的工作電壓為2.7V－3.3V，工作電流僅為75mA，它由GSP2e

53、數(shù)字IC、GRF2i射頻IC和GSW2模塊化軟件組成。</p><p>　　GSP2e主要集成了一個(gè)增強(qiáng)型GPS內(nèi)核、一個(gè)50MHz 的ARM7 CPU、獨(dú)立的內(nèi)部總線和外部總線、1Mb EDO DRAM、高精度實(shí)時(shí)時(shí)鐘、GPS接收機(jī)外部設(shè)備和2個(gè)UART。</p><p>　　GRF2i主要由片內(nèi)壓控振蕩器和基準(zhǔn)振蕩器、集成中頻濾波器(IF)、集成LNA和數(shù)字接口等組成。GSW2模塊化軟

54、件很容易集成到現(xiàn)有系統(tǒng)中，并提供功能強(qiáng)大的開(kāi)發(fā)環(huán)境。</p><p>　　SiRF Star II除增加了中央處理器和衛(wèi)星信號(hào)追蹤引擎, SiRF Star II在芯片組中集成了兆位存儲(chǔ)器(DRAM) , 這個(gè)是其它同類產(chǎn)品的八倍。這使其不僅可執(zhí)行各項(xiàng)GPS 功能,還能為用戶應(yīng)用提供額外存儲(chǔ)。將IF濾波器集成到射頻芯片內(nèi)而無(wú)需新增外部濾波器, 從而進(jìn)一步降低了元件的數(shù)目并增加了可靠性。該芯片的主要特征如表3.3所

55、示。</p><p>　　表3.3 SiRF Star II主要特征</p><p>　　3.2.3 OLED液晶顯示模塊介紹</p><p>　　(1) OLED液晶顯示模塊概述</p><p>　　OLED，即有機(jī)發(fā)光二極管（Organic Light-Emitting Diode） ，又稱為有機(jī)電激光</p><p&

56、gt;　　顯示（Organic Electroluminesence Display, OELD） 。因?yàn)榫邆漭p薄、省電等特性，</p><p>　　因此從 2003 年開(kāi)始，這種顯示設(shè)備在 MP3 播放器上得到了廣泛應(yīng)用，而對(duì)于同</p><p>　　屬數(shù)碼類產(chǎn)品的 DC 與手機(jī)，此前只是在一些展會(huì)上展示過(guò)采用 OLED 屏幕的工</p><p>　　程樣品，還并

57、未走入實(shí)際應(yīng)用的階段。但 OLED 屏幕卻具備了許多 LCD 不可比擬</p><p>　　的優(yōu)勢(shì)。 目前 OLED 顯示屏廣泛用于手機(jī)、MP3、工控顯示設(shè)備上，具有亮度高、顯示精</p><p>　　度高、功耗低等特點(diǎn) </p><p>　　OLED液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形，內(nèi)置8192個(gè)中文漢字（16X16 點(diǎn)陣）、128 個(gè)字符（8X16 點(diǎn)陣）及64X

58、256 點(diǎn)陣顯示RAM（GDRAM）。OLED液晶顯示模塊引腳如圖3.6所示。</p><p>　　圖3.6 OLED液晶顯示引腳圖</p><p>　　管腳從左到右定義為：</p><p><b>　　GND： 電源地</b></p><p>　　VCC： 供電電源 3.3V、5V 都可以</p><

59、;p>　　D0： CLK 時(shí)鐘</p><p>　　D1： MOSI 數(shù)據(jù)</p><p><b>　　RES： 復(fù)位</b></p><p><b>　　DC： 數(shù)據(jù)/命令</b></p><p>　　3.3 基于單片機(jī)的GPS硬件連接介紹</p><p>　　整個(gè)硬

60、件設(shè)計(jì)要求GPS接收模塊輸出的信號(hào)通過(guò)單片機(jī)STC89C52、GPS信號(hào)接收模塊、12864液晶顯示模塊、電源相連接實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。硬件電路設(shè)計(jì)如圖3.7所示。</p><p>　　圖3.7 GPS硬件電路圖</p><p>　　第四章 基于單片機(jī)的GPS軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 GPS數(shù)據(jù)包介紹</p><p>　　4.1.1GP

61、S 輸出數(shù)據(jù)格式</p><p>　　GPS 上電后，每隔一定的時(shí)間就會(huì)返回一定格式的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)格式為：</p><p>　　$信息類型，x，x，x，x，x，x，x，x，x，x，x，x，x</p><p>　　每行開(kāi)頭的字符都是‘$’ ， 接著是信息類型，后面是數(shù)據(jù)，以逗號(hào)分隔開(kāi)。一行</p><p><b>　　完整的數(shù)據(jù)如下：&

62、lt;/b></p><p>　　$GPRMC,080655.00,A,4546.40891,N,12639.65641,E,1.045,328.42,170809,,,A*60</p><p>　　4.1.2 信息類型為：</p><p>　　GPGSV：可見(jiàn)衛(wèi)星信息</p><p>　　GPGLL：地理定位信息</p>

63、<p>　　GPRMC：推薦最小定位信息</p><p>　　GPVTG：地面速度信息</p><p>　　GPGGA：GPS 定位信息</p><p>　　GPGSA：當(dāng)前衛(wèi)星信息</p><p>　　這里我們只介紹 GPRMC 和 GPGGA 的信息（因?yàn)楹竺娼榻B的 51 單片機(jī)程序只解析</p><p&g

64、t;　　了這兩個(gè)數(shù)據(jù)包， 有興趣想研究的朋友可以解析更多的數(shù)據(jù)包出來(lái)， 但是要考慮</p><p>　　單片機(jī)的運(yùn)行速率， 因?yàn)?GPS 對(duì)單片機(jī)的串行輸入會(huì)使單片機(jī)產(chǎn)生很多的串行中</p><p>　　斷單片機(jī)要花很多時(shí)間處理。 如需更多的數(shù)據(jù)包格式介紹請(qǐng)查找 NMEA 0183 協(xié)議</p><p><b>　　的資料）</b></p

65、><p>　　4.1.2.1 GPRMC 數(shù)據(jù)詳解：</p><p>　　$GPRMC,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>*hh</p><p>　　<1&

66、gt; UTC 時(shí)間，hhmmss(時(shí)分秒)格式</p><p>　　<2> 定位狀態(tài)，A=有效定位，V=無(wú)效定位</p><p>　　<3> 緯度 ddmm.mmmm(度分)格式(前面的 0 也將被傳輸)</p><p>　　<4> 緯度半球 N(北半球)或 S(南半球)</p><p>　　<5&

67、gt; 經(jīng)度 dddmm.mmmm(度分)格式(前面的 0 也將被傳輸)</p><p>　　<6> 經(jīng)度半球 E(東經(jīng))或 W(西經(jīng))</p><p>　　<7> 地面速率(000.0~999.9 節(jié)，前面的 0 也將被傳輸)</p><p>　　<8> 地面航向(000.0~359.9 度，以真北為參考基準(zhǔn)，前面的 0 也將被

68、傳輸)</p><p>　　<9> UTC 日期，ddmmyy(日月年)格式</p><p>　　<10> 磁偏角(000.0~180.0 度，前面的 0 也將被傳輸)</p><p>　　<11> 磁偏角方向，E(東)或 W(西)</p><p>　　<12> 模式指示(僅 NMEA0183

69、3.00 版本輸出，A=自主定位，D=差分，E=估算，N=</p><p><b>　　數(shù)據(jù)無(wú)效)</b></p><p><b>　　解析內(nèi)容：</b></p><p>　　1.時(shí)間，這個(gè)是格林威治時(shí)間，是世界時(shí)間（UTC） ，我們需要把它轉(zhuǎn)換成北京時(shí)間</p><p>　?。˙TC） ，BTC

70、和 UTC 差了 8 個(gè)小時(shí)，要在這個(gè)時(shí)間基礎(chǔ)上加 8 個(gè)小時(shí)。</p><p>　　2.定位狀態(tài)，在接收到有效數(shù)據(jù)前，這個(gè)位是‘V’ ，后面的數(shù)據(jù)都為空，接到有效</p><p>　　數(shù)據(jù)后，這個(gè)位是‘A’ ，后面才開(kāi)始有數(shù)據(jù)。</p><p>　　3.緯度，我們需要把它轉(zhuǎn)換成度分秒的格式，計(jì)算方法：</p><p>　　如接收到的緯度是：

71、4546.40891</p><p>　　4546.40891 / 100 = 45.4640891 可以直接讀出 45 度</p><p>　　4546.40891–45 * 100 = 46.40891 可以直接讀出 46 分</p><p>　　46.40891–46 = 0.40891 * 60 = 24.5346 讀出 24 秒</p>&l

72、t;p>　　所以緯度是：45 度 46 分 24 秒。</p><p>　　4.南北緯，這個(gè)位有兩種值‘N’ （北緯）和‘S’ （南緯）</p><p>　　5.經(jīng)度的計(jì)算方法和緯度的計(jì)算方法一樣</p><p>　　6.東西經(jīng)，這個(gè)位有兩種值‘E’ （東經(jīng)）和‘W’ （西經(jīng)）</p><p>　　7.速率， 這個(gè)速率值是 海里/時(shí)，

73、單位是節(jié)， 要把它轉(zhuǎn)換成千米/時(shí)， 根據(jù)： 1 海里 =</p><p>　　1.85 公里，把得到的速率乘以 1.85。</p><p>　　8.航向，指的是偏離正北的角度</p><p>　　9.日期，這個(gè)日期是準(zhǔn)確的，不需要轉(zhuǎn)換</p><p>　　4.1.2.2GPGGA 數(shù)據(jù)詳解：</p><p>　　$GP

74、GGA,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,M,<10>,M,<11>,<12>*xx<CR><</p><p><b>　　LF></b></p><p>　　$G

75、PGGA：起始引導(dǎo)符及語(yǔ)句格式說(shuō)明(本句為 GPS 定位數(shù)據(jù))；</p><p>　　<1>UTC 時(shí)間，格式為 hhmmss.sss；</p><p>　　<2>緯度，格式為 ddmm.mmmm(第一位是零也將傳送)；</p><p>　　<3>緯度半球，N 或 S(北緯或南緯)</p><p>　　&l

76、t;4>經(jīng)度，格式為 dddmm.mmmm(第一位零也將傳送)；</p><p>　　<5>經(jīng)度半球，E 或 W(東經(jīng)或西經(jīng))</p><p>　　<6>定位質(zhì)量指示，0=定位無(wú)效，1=定位有效；</p><p>　　<7>使用衛(wèi)星數(shù)量，從 00 到 12(第一個(gè)零也將傳送)</p><p>　　&l

77、t;8>水平精確度，0.5 到 99.9</p><p>　　<9>天線離海平面的高度，-9999.9 到 9999.9 米 M 指單位米</p><p>　　<10>大地水準(zhǔn)面高度，-9999.9 到 9999.9 米 M 指單位米</p><p>　　<11>差分 GPS 數(shù)據(jù)期限(RTCM SC-104)，最后設(shè)立 R

78、TCM 傳送的秒數(shù)量</p><p>　　<12>差分參考基站標(biāo)號(hào)，從 0000 到 1023(首位 0 也將傳送)。</p><p>　　2、使用 ComAssistant.exe 軟件通過(guò)電腦測(cè)試 GPS 。</p><p>　　2.1 首先介紹測(cè)試前的準(zhǔn)備（TTL 轉(zhuǎn)接板）</p><p>　　GPS 的工作模式是電源通電即

79、從其 TXA 腳上輸出 NMEA 格式的數(shù)據(jù)包（剛啟</p><p>　　動(dòng)和沒(méi)有信號(hào)的情況下數(shù)據(jù)包是無(wú)效的）因此使用時(shí)只需要給 GPS 提供 5V 供電</p><p>　　并將 GPS 的 TXA 引腳接到單片機(jī)或者 TTL 轉(zhuǎn) USB 小板 （或者 TTL 轉(zhuǎn) DB9 小板） 的</p><p>　　RXD 上就行，而 GPS 的 RXA（RXD）引腳則用不上

80、</p><p>　　2.2.1 硬件準(zhǔn)備</p><p>　　使用串口助手測(cè)試 GPS 時(shí)需要有 TTL 轉(zhuǎn) USB 或者 TTL 轉(zhuǎn) DB9 的轉(zhuǎn)接小板 （帶</p><p>　　DB9 口的可不使用轉(zhuǎn)接板，但是部分 GPS 的 DB9 口是針座的（公頭），因?yàn)樵O(shè)</p><p>　　計(jì)的時(shí)候主要是為了兼容單片機(jī)及 ARM 開(kāi)發(fā)板，由于臺(tái)

81、式機(jī)上的 DB9 串口座也</p><p>　　是公頭的，因此需要一根母對(duì)母的串口線來(lái)連接 GPS 與電腦），本店有 TTL 轉(zhuǎn)</p><p><b>　　USB 小板</b></p><p>　　由于 51 單片機(jī)開(kāi)發(fā)板下載電路是通過(guò) RS232 轉(zhuǎn) TTL 的 MAX232 （或者 是</p><p>　　STC2

82、32）芯片或者是 USB 轉(zhuǎn) TTL 的 PL2303 芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換的，因此可以借用該</p><p>　　電路實(shí)現(xiàn) GPS 與電腦的通信。</p><p>　　1、拔下開(kāi)發(fā)板電源線，并取下單片機(jī)。</p><p>　　2、將 GPS 的 TXA 接到 51 單片機(jī)的 P31 引腳位置（此腳對(duì)應(yīng)的是 MAX232 或</p><p>　　者

83、 PL2303 芯片的 RXD，可以接收數(shù)據(jù)發(fā)送到電腦的 USB 口或者串口）</p><p>　　2.2.2 GPS 數(shù)據(jù)線連接</p><p>　　GPS 數(shù)據(jù)線連接時(shí)只需將 GPS 的 TXA 引腳接到 TTL 轉(zhuǎn)接板的 RXD 引腳， 沒(méi)有</p><p>　　轉(zhuǎn)接板的按照上面 2.2.1 中所介紹的利用 51 開(kāi)發(fā)板上的電平轉(zhuǎn)換電路的步驟來(lái)</p&g

84、t;<p><b>　　做。</b></p><p>　　注意： 在接好 GPS 的 TXA 腳以后要保證 GPS 的負(fù)極和轉(zhuǎn)接小板的負(fù)極是連在</p><p>　　一起的，尤其是準(zhǔn)備給 GPS 使用獨(dú)立的電源供電的時(shí)候（只有這樣才能實(shí)現(xiàn) TTL</p><p>　　數(shù)據(jù)傳輸，部分買家朋友沒(méi)有注意這點(diǎn)因此測(cè)試時(shí)收到的都是 16 進(jìn)

85、制的亂碼）</p><p>　　2.2.3 給 GPS 供電</p><p>　　給 GPS 供電時(shí)需要注意 GPS 模塊的工作電壓， 一般從 USB 拆機(jī)模塊都是直接</p><p>　　采用 5V 供電的（不帶 RS232 電平，DB9 座的模塊），這個(gè)電源可以用單獨(dú)的開(kāi)</p><p>　　關(guān)電源或電池供電， 也可以是從單片機(jī)開(kāi)發(fā)板上直

86、接供電</p><p>　　4.1.1使用ComAssistant.exe 軟件通過(guò)電腦測(cè)試GPS</p><p>　　首先介紹測(cè)試前的準(zhǔn)備（TTL 轉(zhuǎn)接板）</p><p>　　GPS 的工作模式是電源通電即從其TXA 腳上輸出NMEA 格式的數(shù)據(jù)包（剛啟動(dòng)和沒(méi)有信號(hào)的情況下數(shù)據(jù)包是無(wú)效的）因此使用時(shí)只需要給GPS 提供5V 供電并將GPS 的TXA 引腳接到單片

87、機(jī)或者TTL 轉(zhuǎn)USB 小板（或者TTL 轉(zhuǎn)DB9 小板）的</p><p>　　RXD 上就行，而GPS 的RXA（RXD）引腳則用不上</p><p><b>　　硬件準(zhǔn)備</b></p><p>　　使用串口助手測(cè)試GPS 時(shí)需要有TTL 轉(zhuǎn)USB 或者TTL 轉(zhuǎn)DB9 的轉(zhuǎn)接小板（帶DB9 口的可不使用轉(zhuǎn)接板，但是部分GPS 的DB9

88、口是針座的（公頭），因?yàn)樵O(shè)計(jì)的時(shí)候主要是為了兼容單片機(jī)及ARM 開(kāi)發(fā)板，由于臺(tái)式機(jī)上的DB9 串口座也是公頭的，因此需要一根母對(duì)母的串口線來(lái)連接GPS 與電腦）</p><p>　　沒(méi)有小板的話也可使用帶下載功能的51 單片機(jī)開(kāi)發(fā)板代替，方法如下：</p><p>　　由于51 單片機(jī)開(kāi)發(fā)板下載電路是通過(guò)RS232 轉(zhuǎn)TTL 的MAX232（或者是STC232）芯片或者是USB 轉(zhuǎn)TTL

89、的PL2303 芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換的，因此可以借用該</p><p>　　電路實(shí)現(xiàn)GPS 與電腦的通信。</p><p>　　1、拔下開(kāi)發(fā)板電源線，并取下單片機(jī)。</p><p>　　2、將GPS 的TXA 接到51 單片機(jī)的P31 引腳位置（此腳對(duì)應(yīng)的是MAX232 或者PL2303 芯片的RXD，可以接收數(shù)據(jù)發(fā)送到電腦的USB 口或者口）</p>&l

90、t;p><b>　　GPS 數(shù)據(jù)線連接</b></p><p>　　GPS 數(shù)據(jù)線連接時(shí)只需將GPS 的TXA 引腳接到TTL 轉(zhuǎn)接板的RXD 引腳，沒(méi)有轉(zhuǎn)接板的按照上面所介紹的利用51 開(kāi)發(fā)板上的電平轉(zhuǎn)換電路的步驟來(lái)做。</p><p>　　注意：在接好GPS 的TXA 腳以后要保證GPS 的負(fù)極和轉(zhuǎn)接小板的負(fù)極是連在一起的，尤其是準(zhǔn)備給GPS 使用獨(dú)立的電源

91、供電的時(shí)候（只有這樣才能實(shí)現(xiàn)TTL數(shù)據(jù)傳輸，沒(méi)有注意這點(diǎn)的話因此測(cè)試時(shí)收到的都是16 進(jìn)制的亂碼）</p><p><b>　　給GPS 供電</b></p><p>　　給GPS 供電時(shí)需要注意GPS 模塊的工作電壓，一般從USB 拆機(jī)模塊都是直接采用5V 供電的（不帶RS232 電平，DB9 座的模塊），這個(gè)電源可以用單獨(dú)的開(kāi)關(guān)電源或電池供電，也可以是從單片機(jī)開(kāi)發(fā)

92、板上直接供電，注意2.2.2 步中的紅</p><p><b>　　字部分。</b></p><p>　　注意：模塊本身是3.3V 供電的(USB 轉(zhuǎn)TTL 小板有3.3V 電源電壓輸出)，引腳說(shuō)明請(qǐng)看圖一。如果需要使用5V 電源請(qǐng)從圓孔插座接入或者按照下圖二所示的“5V 電源正極”排針接入，負(fù)極可從圖一所示的任一GND 引腳接入。</p><p&

93、gt;　　完成上敘步驟后就可以連接電腦了，將USB 轉(zhuǎn)TTL 小板插到電腦的USB 口或者將串口線接到臺(tái)式機(jī)的DB9 串口上，打開(kāi)軟件，如下圖所示：</p><p><b>　　串口軟件操作界面</b></p><p>　　軟件的設(shè)置步驟如圖三所示，一共3 步</p><p><b>　　(1)設(shè)置端口號(hào)</b></

94、p><p>　　使用臺(tái)式機(jī)上的串口測(cè)試的需自己找到串口號(hào)（經(jīng)常燒錄單片機(jī)的的話這個(gè)肯定是知道的），這里介紹一下使用TTL 轉(zhuǎn)USB 小板測(cè)試的話，XP 系統(tǒng)下，在桌面上的“我的電腦”上單擊右鍵>>屬性>>硬件>>設(shè)備管理器>>端口。即可查看到端口號(hào)。如下圖所示</p><p><b>　　(2)設(shè)置波特率</b></p

95、><p>　　GPS 模塊波特率主要有4800bps 和9600bps 兩種，絕大部分是4800bps，少數(shù)是9600bps 的，極少數(shù)的REB3571 板是38400bps 波特率的，如果不知道波特率可以先設(shè)置為4800 即可，如果進(jìn)行下一步時(shí)獲得數(shù)據(jù)不對(duì)的話改為9600或者38400 即可。</p><p><b>　　(3)打開(kāi)串口</b></p>&

96、lt;p>　　點(diǎn)擊打開(kāi)串口如果波特率和端口都設(shè)置正確了的話即可獲得數(shù)據(jù)包，如下圖所示：</p><p>　　串口助手收到的數(shù)據(jù)包（無(wú)效定位）</p><p>　　仔細(xì)研究過(guò)就會(huì)知道，上面的數(shù)據(jù)包是無(wú)效的，因?yàn)榭梢钥吹紾PRMC 數(shù)據(jù)包的第<2>部分“定位</p><p>　　狀態(tài)”是“V”，GPGGA 的<6>是“0”。因?yàn)閟irf G

97、PS 在有信號(hào)的地方冷啟動(dòng)需要</p><p>　　40 秒左右，上面的圖片就是在冷啟動(dòng)的時(shí)候截的圖，接下來(lái)看定位成功后的數(shù)</p><p>　　據(jù)，你應(yīng)該能夠發(fā)現(xiàn)不同了。</p><p>　　3.使用 J-Nav GPS Analyzer 2.2.3.2.exe 軟件測(cè)試 GPS</p><p>　　如果上述步驟一步一步完成了的話這一步就很

98、容易了，打開(kāi) J-Nav GPS</p><p>　　Analyzer 軟件，藍(lán)色圖標(biāo) 的這個(gè)。</p><p>　　接線方法和使用串口助手測(cè)試時(shí)是一樣的，不再做介紹。</p><p>　　只需在軟件中設(shè)置串口號(hào)和波特率并打開(kāi)串口就可以了，需要注意的是，</p><p>　　J-Nav GPS Analyzer 有一個(gè)自動(dòng)波特率選擇功能，可以

99、自動(dòng)找到 GPS 的波特率，</p><p>　　如下圖所示。 由于在第 2 步使用串口助手時(shí)已經(jīng)知道了 GPS 的波特率， 因此建議</p><p><b>　　手動(dòng)設(shè)置波特率。</b></p><p>　　J-Nav GPS Analyzer 設(shè)置</p><p>　　打開(kāi)串口后就可看到下圖所示的界面了 </p

100、><p>　　J-Nav GPS Analyzer 收到數(shù)據(jù)包(定位成功)</p><p>　　所示界面定位 7 顆有效衛(wèi)星，當(dāng)定位到無(wú)效衛(wèi)星時(shí)綠色的柱狀條呈灰</p><p>　　色，我測(cè)試是使用的 REB3571 開(kāi)發(fā)板凌晨 1 點(diǎn)多測(cè)試的，天線放置在陽(yáng)臺(tái)上， 買</p><p>　　家實(shí)際測(cè)試時(shí)由于使用的 GPS 不同性能有些出入或者周圍環(huán)

101、境的因素定位的效</p><p>　　果可能也會(huì)有些出入 （我最多時(shí)定位到 11 顆有效衛(wèi)星） ， 或多或少， 一般只要有</p><p>　　一條綠色的柱形條 GPS 就可以正常工作了。 需要注意的是， 測(cè)試時(shí) GPS 的天線一</p><p>　　定要朝上，而且放到越空曠的地方效果越好。</p><p>　　4.2 基于單片機(jī)的GPS定位

102、系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境―Keil uVision2</p><p>　　4.2.1 8051開(kāi)發(fā)工具</p><p>　　Keil uVision2是美國(guó)Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，使用接近于傳統(tǒng)C語(yǔ)言的語(yǔ)法來(lái)開(kāi)發(fā)，與匯編相比，C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，它還能嵌入?yún)R編，您可以在關(guān)鍵的位置嵌入。KeilC51標(biāo)準(zhǔn)C編譯器為

103、8051微控制器的軟件開(kāi)發(fā)提供了C語(yǔ)言環(huán)境,同時(shí)保留了匯編代碼高效,快速的特點(diǎn)。C51編譯器功能的不斷增強(qiáng)，使我們可以更加貼近CPU本身及其他的衍生品。C51已被完全集成到uVision2的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境中，這個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境包括：編譯器，匯編器，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，項(xiàng)目管理器，調(diào)試器。uVision2 IDE可為它們提供單一而靈活的開(kāi)發(fā)環(huán)境[11]。</p><p>　　Keil uVision2與同類開(kāi)發(fā)環(huán)境具有以下優(yōu)

104、點(diǎn)：</p><p>　　(1) 真正的集成調(diào)試環(huán)境,集成了編緝器、編譯器、調(diào)試器；</p><p>　　(2) 眾多強(qiáng)大軟硬件調(diào)試手段,包括邏輯分析儀、跟蹤器、邏輯筆、波形發(fā)生器、影子存儲(chǔ)器、記時(shí)器、程序時(shí)效分析、 數(shù)據(jù)時(shí)效分析、硬件測(cè)試儀、事件觸發(fā)器；</p><p>　　(3) 所有類型的單片機(jī)集成在一個(gè)調(diào)試環(huán)境下,支持匯編、C、PL/M源程序混合調(diào)試；<

105、;/p><p>　　(4) 支持軟件模擬，支持項(xiàng)目管理；</p><p>　　(5) 支持點(diǎn)屏功能,直接點(diǎn)擊屏幕就可以觀察變量的值,方便快捷；</p><p>　　(6) 功能強(qiáng)大的觀察窗口,支持所有的數(shù)據(jù)類型；</p><p>　　(7) 樹(shù)狀結(jié)構(gòu)顯示，一目了然；</p><p>　　(8) 在線直接修改、編譯、調(diào)試源程

106、序，錯(cuò)誤指令定位[12]。</p><p>　　4.2.2 uVision2集成開(kāi)發(fā)環(huán)境</p><p><b>　　(1) 項(xiàng)目管理</b></p><p>　　工程（project）是由源文件、開(kāi)發(fā)工具選項(xiàng)以及編程說(shuō)明三部分組成的。一個(gè)單一的uVision2工程能夠產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)程序。產(chǎn)生目標(biāo)程序的源文件構(gòu)成“組”。開(kāi)發(fā)工具選項(xiàng)可以對(duì)應(yīng)

107、目標(biāo)，組或單個(gè)文件。</p><p>　　uVision2包含一個(gè)器件數(shù)據(jù)庫(kù)(device database)，可以自動(dòng)設(shè)置匯編器、編譯器、連接定位器及調(diào)試器選項(xiàng)，來(lái)滿足用戶充分利用特定 微控制器的要求。此數(shù)據(jù)庫(kù)包含：片上存儲(chǔ)器和外圍設(shè)備的信息，擴(kuò)展數(shù)據(jù)指針(extra data pointer)或者加速器(mathaccelerator)的特性。uVision2可以為片外存儲(chǔ)器產(chǎn)生必要的連接選項(xiàng)：確定起始地址和

108、規(guī)模[13]。 </p><p><b>　　(2) 集成功能</b></p><p>　　uVision2的強(qiáng)大功能有助于用戶按期完工。 </p><p>　　集成源極瀏覽器利用符號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)使用戶可以快速瀏覽源文件。用詳細(xì)的符號(hào)信息來(lái)優(yōu)化用戶變數(shù)存儲(chǔ)器；</p><p>　　文件尋找功能：在特定文件中執(zhí)行全局文件搜索；

109、</p><p>　　工具菜單：允許在V2集成開(kāi)發(fā)環(huán)境下啟動(dòng)用戶功能； </p><p>　　可配置SVCS接口：提供對(duì)版本控制系統(tǒng)的入口； </p><p>　　PC－LINT接口：對(duì)應(yīng)用程序代碼進(jìn)行深層語(yǔ)法分析； </p><p>　　Infineon的EasyCase接口：集成塊集代碼產(chǎn)生； </p><p>　

110、　Infineon的DAVE功能：協(xié)助用戶的CPU和外部程序。DAVE工程可被直接輸入uVision2。</p><p>　　4.2.3 編輯器和調(diào)試器</p><p>　　(1) 源代碼編輯器 </p><p>　　uVision2編輯器包含了所有用戶熟悉的特性。彩色語(yǔ)法顯像和文件辯識(shí)都對(duì)C源代碼進(jìn)行和優(yōu)化?？梢栽诰庉嬈鲀?nèi)調(diào)試程序，它能提供一種自然的調(diào)試環(huán)境，使你

111、更快速地檢查和修改程序。 </p><p><b>　　(2) 斷點(diǎn) </b></p><p>　　uVision2允許用戶在編輯時(shí)設(shè)置程序斷點(diǎn)（甚至在源代碼未經(jīng)編譯和匯編之前），用戶啟動(dòng)V2調(diào)試器之后，斷點(diǎn)即被激活。斷點(diǎn)可設(shè)置為條件表達(dá)式，變量或存儲(chǔ)器訪問(wèn)，斷點(diǎn)被觸發(fā)后，調(diào)試器命令或調(diào)試功能即可執(zhí)行。 </p><p>　　在屬性框(attr

112、ibutes column)中可以快速瀏覽斷點(diǎn)設(shè)置情況和源程序行的位置，代碼覆蓋率信息可以讓你區(qū)分程序中已執(zhí)行和未執(zhí)行的部分。 </p><p><b>　　調(diào)試函數(shù)語(yǔ)言 </b></p><p>　　uVision2中，你可以編寫或使用類似C的數(shù)語(yǔ)言進(jìn)行調(diào)試。 </p><p>　　內(nèi)部函數(shù)：如printf, memset, rand及其它功

113、能的函數(shù)； </p><p>　　信號(hào)函數(shù)：模擬產(chǎn)生CPU的模擬信號(hào)和脈沖信號(hào)； </p><p>　　用戶函數(shù)：擴(kuò)展指令范圍，合并重復(fù)動(dòng)作。 </p><p><b>　　變量和存儲(chǔ)器 </b></p><p>　　用戶可以在編輯器中選中變呈來(lái)觀察其取值。雙層窗口顯示，可進(jìn)行以下調(diào)整： </p><

114、p>　　當(dāng)前函數(shù)的局部變量； </p><p>　　用戶在兩個(gè)不同watch窗口頁(yè)面上的自定義變量；</p><p>　　堆棧調(diào)用(call stack)頁(yè)面上的調(diào)用記錄（樹(shù)）(call tree)； </p><p>　　不同格式的四個(gè)存儲(chǔ)區(qū)[14]。 </p><p>　　4.2.4 測(cè)試程序</p><p>

115、;　　uVision2調(diào)試器具備所有常規(guī)源極調(diào)試，符號(hào)調(diào)試特性以及歷史跟蹤，代碼覆蓋，復(fù)雜斷點(diǎn)等功能。DDE界面和shift語(yǔ)言支持自動(dòng)程序測(cè)試。</p><p>　　CPU和外設(shè)模擬裝置 </p><p>　　uVision2為8051及衍生產(chǎn)品提供了高速CPU模擬功能和片上擴(kuò)展口．在對(duì)話框內(nèi)可直接觀察和修改I/O值,也可以用預(yù)裝的C-LIKE宏指令書寫符號(hào)函數(shù)來(lái)提供動(dòng)態(tài)輸入。 <

116、/p><p>　　(2) 目標(biāo)監(jiān)控器 </p><p>　　uVision2含一個(gè)可配置的監(jiān)控器,可測(cè)試目標(biāo)器件上的軟件體。監(jiān)控器用uVision2的調(diào)試器直接工作,可支持代碼區(qū)。它要求目標(biāo)系統(tǒng)具備6字節(jié)堆?？臻g,6KB的代碼ROM和256字節(jié)Xdata RAM。 </p><p>　　(3) MCB517/251啟動(dòng)工具包 </p><p>

117、　　在開(kāi)始一項(xiàng)8051工程時(shí),MCB啟動(dòng)工具會(huì)對(duì)你有很大幫助。每一個(gè)啟動(dòng)工具包括一套2K字節(jié)的開(kāi)發(fā)工具和許多可快速運(yùn)行的舉例程序。用戶可在檢測(cè)8051性能的同時(shí),查看開(kāi)發(fā)工具的可行性。 </p><p>　　MCB517AC板含高性能InfineonC517A單片機(jī),它提供標(biāo)準(zhǔn)8052外圍設(shè)備和A/D轉(zhuǎn)換器,PWM,搜索／比較,8位數(shù)據(jù)指針,一個(gè)高速運(yùn)算單元[15]。同時(shí)包含對(duì)81C90CAN控制器和代碼區(qū)的支持