毕业论文_基于单片机的GPS定位信息显示系统设计.ppt

Company Logo LOGO 基于单片机的GPS定位显示系统的研究与开发 摘 要 　　　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，让GPS成为了全球当今最好的定位导航系统。 　　　本论文详细介绍了一种基于单片机、GPS接收模块、LCD1602液晶显示模块等器件的GPS实时显示功能的实现。分别从硬件设计和软件设计等方面对其作了详细的阐述，并且结合硬件的特点研究了MCS－51系列单片机如何与GPS接收模块实现串行通信，该系统是根据GPS模块数据输出基本原理设计而成的。它是一台体积小巧、携带方便、可以独立使用的全天候实时的定位导航设备。　 总体方案的设计 本次设计要求通过单片机控制GPS器件实现定位显示功能。在这里使用51单片机作为处理器，利用51单片机的串行接口接收Ublox 6M GPS信号接收模块输出的数据信号，并通过软件方法筛选出其中有用的定位数据，最后通过单片机的并行接口输出至液晶显示模块显示的方案。 该GPS定位显示系统硬件由以下几部分组成： 1.接收部分：以Ublox 6M GPS信号接收模块为核心的GPS接收机 ； 2.控制电路：由51单片机作为微处理器控制GPS信号 ； 3.显示部分：LCD1602液晶显示模块； 4.电源电路部分：用以提供系统电源和LCD背光调节的电压输出。 GPS接收模块将接收到的GPS卫星导航电文调制解码，转换为标准格式后，送给单片机，当单片机接收到GPS发送过来的导航电文后，经过片内程序的识别筛选，将筛选出来的导航电文送到显示模块，并且最后通过液晶显示器按照要求显示出来。 工作流程 总体框图 基于单片机的GPS定位信息显示系统硬件电路设计主要由GPS信号接收部分（Ublox 6M GPS信号接收模块）、控制芯片（STC89C52单片机）、显示部分（LCD1602液晶显示模块）这几部分构成。结构框图如下图所示。 基于单片机的GPS硬件设计总电路图 GPS模块跟单片机连接最少需要4根线：VCC、GNS、TXD、RXD，VCC和GND用于给GPS接受模块供电，模块TXD和RXD直接连接单片机的RXD和TXD即可，无需做电平转换。连接方式如图3.7所示： GPS模块与单片机连接方式 基于单片机的GPS软件设计思路 该软件分为了液晶模块初始化模块，数据接收模块，单片机模块这三个主要模块。其程序流程图如图所示： NMEA协议一条语句就有很多位，其中还包含英文，GPS数据是以ASCII码不断通过串口给单片机传输数据，单片机串口每次只能接受一字节数据，即单片机每次只能接受NMEA语句的一位，单片机的串口每接受到一位数据，单片机必须立刻判断是否是语句的开头，如果是开头才把后面的数据保存下来，若不是，等待语句的开头，等接受完整条语句后，然后通过NMEA协议来分析数据。 串口中断模块 　　NMEA协议有很多条语句，很多语句包含的数据有重复部分的，例如有几条语句里面都含有经纬度数据，所以要挑选出最少条就能将全部信息表现出来的语句，让单片机只分析我们需要的语句。根据这些语句的组成来分析数据 GPS分析数据模块 基于单片机的GPS软件设计 NMEA-0183数据格式： 这种格式所输出的语句采用的是ASCII字符码，包含了纬度、经度、速度、日期、时间、航向、以及卫星信号情况等信息。其串行通信默认参数为：波特率=9600bps，数据位=8bit，开始位=1bit，停止位=1bit，无奇偶校验。 本设计所使用的语句： 推荐最小GPS/TRANSIT数据（GPRMC），其结构为： $GPRMC,1,2,2,4,5,6,7,8,9,10,11，12*hhCRLF 其中“GP”为交谈识别符；“RMC”为语句识别符；“hh”为校验和，其代表了“$”与“*”之间所有字符的按位异或值。 序号 语句 说明 最大帧长 1 $GPGGA GPS定位信息 72 2 $GPGSA 当前卫星信息 65 3 $GPGSV 可见卫星信息 210 4 $GPRMC 推荐定位信息 70 5 $GPVTG 地面速度信息 34 6 $GPGLL 大地坐标信息 7 $GPZDA 当前时间(UTC)信息 NEMA协议语句说明 $GPRMC语句数据区的内容为： 　$GPRMC,(1),(2),(3),(4),(5),(6),(7),(8),(9),(10),(11),(12)*hh(CR)(LF) 1定位点的协调世界时间（UTC），hhmmss（时分秒）格式； 2定位状态，A＝有效定位，V＝无效定位； 3定位点纬度，ddmm.mmmm（度分）格式； 4纬度半球，N（北半球）或S（南半球）； 5定位点经度，dddmm.mmmm（度分）格式; 6经度半球