基于单片机的北斗定位显示终端设计

1、第1章 绪论1.1 选题背景及研究意义环球卫星导航系统，（Global Satellite Navigation System，GSNS）即能够实现全宇宙范围内实时高精准的目标定位以及路线导航。该系统可以堪称国家高科技发展产物，GSNS是国家整体科技实力的象征，不仅能够监控领土的各项数据，从而达到安全保障，而且能够推动人类物质精神文明前进的步伐。尽人皆知，自从二十世纪中后期至今，西方巨头以欧美为代表，特别是美苏的发达国家，这可谓航天卫星领域的领头羊，他们纷纷意识到外太空的资源十分重要，不约而同，逐步展开发射高领域导航卫星的任务。为了与发达国家相媲美，更重要的是拥护广大人民群众的利益所在，我们是

2、不屈不挠的民族，果断不甘落后，并于二十世纪八十年代初期，我国便独立建设卫星导航系统，其名为北斗。可喜可贺的是，在2003年中，我国已将三颗北斗成功发射到外太空，与此同时，卫星导航定位技术不断完善，系统更加稳定可靠，基本能够实现全天任意时刻卫星导航通信，可以达到实时无死角。这一伟大成果，是我国成为世上第三个拥有完善卫星导航的国家，弥补了定位导航领域的空白1，即使这样与美苏相比仍然有一定的差距，要戒骄戒躁不断学习与完善。1.2 国内外研究现状1.2.1国外研究现状迄今为止，市面上的环球卫星导航已出现了不少种类，首先西方巨头美国以“全球定位系统”（GPS）最为著名，其次就是亚洲俄罗斯的“格洛纳斯”（

3、GLONASS）。两者各有各的特色，不易从局面上分清哪款更优，在此期间欧洲也奋发图强开始针对“伽利略”（Galileo）这一系统展开研究，不久就会有所成果。95年的四月份，美国成功实现了GPS系统的完全组网运行。从整体来看，所谓的GPS分别由二十四颗小卫星构架而成，并且其均匀等距排布在6个类圆形的轨道，不难得出结论，每个类圆形轨道都有4颗。其中GPS系统的信号接收由一个主控站与五个监控站协同完成。具体运行过程中，在某一特定时刻节点上，能够准确得到4种卫星信号的传送时间间隔，即可实现三维坐标性质的实时定位情况。目前所看，正是第二代GPS卫星导航系统，其突出特点引入了星钟、星链以及自控导航等，这将

4、导致其实用性大幅上升。95年末，GLONASS导航在俄罗斯本土诞生，不过当时受限于美方的恶性抵押，在资金储备方面也是一大硬伤，导致补网部分未成功及时运行，GLONASS还称不上全导航定位。该系统同样是24颗卫星构成，不同点在于只有三项轨道，民用指标不是很高仅仅为50米，基本可以满足需求。欧盟联合研制的伽利略导航（Galileo），它的星体较为丰富，想法也更具独特，在该系统里有30颗参与，但是其中只有27颗参与运转，其余3颗即为备用选项。直到2014年的8月份，二批次的第一颗卫星才进入轨道，此前有6颗生在运行当中，这样便可实现基本的定位性能。不过它对GPS系统加以分析，取其精华，去其糟粕，它与美

5、苏两国的导航定位系统相兼容，而且能够完美处理加密、密钥以及拒用。不仅这样，其精度可达十米以内3，响应速度也是极快的。不难看出，未来的发展方向便是差分导航多系统相融。并将数字化铯钟引入其中，惯性与无线电等穿插其中，这将使我国面临更加严峻新格的挑战，针对这一现实问题进行北斗导航的探索。1.2.2国内研究现状北斗导航系统（BeiDou Navigation Satellite System,BDS），构架大体可分为三块，空间区、陆地区以及用户区共同实现。自研制以来，已经有22颗北斗卫星成功送入外太空中。在亚太区域已经实现全面覆盖，而且能够实现无源导航，这可是市面上前所未有的事情。据估计在2020年左

6、右，无源导航信息服务将在全球成为现实。中国的步伐正在大步前进，在军工方面、制造方面乃至人类生活出行上都全方位运用北斗。在现实生活中，大陆基本已经离不开北斗了，譬如车辆驾驶监控与导航；应急最佳线路指引，板块间相对运动与地壳运动检测；气象预报；工程预算；大气污染智能反馈等等。都与北斗卫星密不可分。乃至海洋船舶方面，也是不可或缺的一项，茫茫大海航行船载自身定位，焦石飓风预测，避险归害，规划最佳航线，果断提高效率和实时安全性；实现海陆无缝通讯的同时还能进行实时调度与监测；14年荣幸通过国际海事审议北斗导航安全通行函件，由此可知，北斗即将正式融入环球导航成为其中的一员，在国际中占稳一席之位5。航空航天领

7、域中，众所周知，空中加油站是避免不了的，那么准确定位上就更加离不开北斗，再有准确的着陆点意味着定点停机，也需要北斗的帮助。北斗已经贯穿于国内的各行各业，都发挥着不可替代的功效，北斗导航卫星得以实施，必然离不开信号收发以及在任意时刻的数据显示。信号输出具体要考虑到本体的三维坐标，也就是说俗称的经纬与天线高程，除了这些还有全球时刻、相对速度和卫星数量等等信息。中国北斗起步较晚，在精度上与国外的技术相比还存在一定量的差距，日后，一定不负所望成为一枝独秀。1.3 本文研究主要内容本课题所设计的定位显示终端以最小内核为核心，主控芯片采用弘晶科技的STC12C5A60S芯片，该芯片为功耗低、速度高、抗干扰

8、强的51单片机，片内集成1280字节的RAM，用户程序空间高达62K，片内资源丰富。在探索北斗运作流程的同时，提取导航模块的数据进行加以分析，并使其呈现在LCD12864上，具体显示出此时的日期、时间、经纬度以及运速，还需实现语音播报。要求绘制控制原理图，并进行调试电路以及硬件搭建，为北斗导航仪器的开发提供参考。第2章 北斗定位系统的研究2.1 北斗导航定位系统概述中国致力于导航系统的研发进程，其中北斗作为最为坚实的一项，不断攻克难关自力更生艰苦奋斗，自主研制、独立于外界的稳定运行在太空中的卫星导航。党和人民共同坚信，我们有信心完成独立研创、全面兼容、稳定运行覆盖面广的导航系统，共同建设同步导

9、航于全球。2.1.1 北斗定位导航系统组成用户区、空间区、陆地区共同完成导航定位。导航兼容终端机和操作用户终端共同打造用户区，无线电测定（Radio Determination Satellite Service,RDSS）是具体拟采用的方法之一，它与无线电导航（RNSS）相结合，这样便可提供短报文通讯和地点随时定位。30颗运动轨道变化卫星与5颗保持轨道相对不动的卫星构成空间区。其中坐标为160 ºE、110.5 ºE、58.75ºE、140 ºE和80 ºE坐落于相对于地球不动轨道，3颗轨道变化卫星与27颗椭圆轨迹卫星。主控点、监控点、注入点

10、有效构成陆地区。其中主控点要总结归纳各个监测点所采集来的数据，并逐个加以分析处理，整理为导航和差分报文，用于稳定控制与可靠运行。监控点简单来讲就是收发站用于数据衔接，接收反馈回来的各种信号，并及时将其打给主控点。注入点主要负责导航报文，差分有效性的控制管控。三区协同管控观测信息。2.1.2 北斗定位原理根据查阅大量相关资料可以总结归纳出，世界上三大导航Galileo、GPS、GLONASS与北斗的实现原理大同小异，即定位主要依靠三心定位空间几何来完成。用户在瞬间了解到2颗卫星以上的信号，通过逆向返回求解空间间距，从而得到空间经纬，这是距离交会法就派上用场了，用于求解用户接受的具体方位。即以下步

11、骤：1.实时监测接收设备与3颗卫星的间距；2.利用报文发送至使用者卫星具体位置；3.确定球心，即卫星，监测到的间距为半径绘制球面；4.已知绘制的所有球面交与两点，排除一点即可获得用户坐标如图2-1所示。图2-1 三球交会定位原理图到目前为止我国研制的第二代北斗，智能化程度已经较高了，不需要认为发送信息了，单方面不再借助电子及用户高程图，导致卫星直接测距完成定位，集成化程度相当之高，根据这一要求则要增加卫星数量才能得以实现，具体如图2-2所示，不过有利必然伴随着一定的弊端，如若实现全球性覆盖，卫星的数量就会屈指可数，故因此，我国的北斗产品还未实现环球通用，单一亚太地区能够适用。图2-2 北斗定位

12、原理图2.2 UM220-N模块分析2.2.1 UM220-N芯片详解如图2-3所示芯星通针芯片，该模块集成在车载导航、气球探空等的北斗/GPS组合多系统兼容模块。通过查阅相关资料，ARM9是其UM220-N的有效内核，不但灵敏度高，而且跟踪性能也是很良好的，响应速度高达20ns，它具备其他芯片共有的特性，且可靠性稳定。图2-3 UM220-N模块外观与美国GPS相比，UM220-N不仅能够改变收发信号模式，而且也可以接收单一信号，也兼容双路平台信息，不必说，准确度稳步提升。2.2.2 UM220-N的管脚功用结合图2-4与表2-1阐述UM220-IIIN的引脚功用，从图中可以清晰看出24个引

13、脚对称均匀排布：图2-4 UM220-N引脚图表2-1 UM220-N管脚说明序号名称I/O电平标准描述1nRESETILVTTL外部低电压重置2AADET_NILVTTL有无源天线核查1:即为无源天线0:即为有源天线3TIMEPULSE 脉冲4 I外部中断5 I是否短路检测1:即为天线地短路0:即为天线地正常6TXD22串口发信号7RXD2I2串口收信号8RSV悬空，保留管脚9VCC_ 输出电压10GNDI接地信号11RF_INIGNSS输入信号(BD2 B1+GPS L1)12GNDI接地13GNDI接地14SPLSDOSPI数据输出15SPLSDIISPI数据输入16SPLSCKSPI时

14、钟17SPLCS1SPI片选端18SDAI/O数据DDC19SCLI/O时钟DDC20TXD11串口发数据21RXD1I1串口收数据22 I SRAMV、RTC备份电压23VCC-供电电源24GND-接地2.2.3 UM220-N语句输出格式是北斗需要依据的协议格式，早在1983年的时候，西方巨头美方海事电子协会（National Marine Electronics Association,NMEA）就已经订制了这种协议准则，凡是运用此协议都必须公然遵守。该协议的特殊形式输出类型为ASCII码，依据8位数据4800的波特率进行串行通讯，且没有校验奇偶，起始和终止位各占一位。首先，传送方式要以

15、 作为起始字符，否则不能识别，其次，分别需要两个字符的字母作为“识别符”，三个字符作为“语句名称”，结尾必须要以英文逗号收尾，UM220-N模块特别指出的是，所谓的“识别符”包含三种情况，其中，GP为GPS系统单独定位；BD为北斗系统单独定位；GN为GPS与北斗系统混合定位。有多大十多种的数据类型可供参考，用于GPS定位功用的GGA；陆地坐标指示为GLL；UTC时间参数默认由ZDA显示；标准差由GST钩落而成；ALM表示星历；有的信息不可见，而有一部分可见，那么就由GSV输出，在具体应用中RMC最为广泛也最为常见，其为最短数据信号。以RMC语句为例进行详细介绍。面对于普通的，要求系数不是很精密

16、的情况，RMC的语句表是皆可胜任的。具体操作格式如下所示：表2-2 RMC的语句格式详解编号含义取值格式备注<1>定位间隔 UTC时间<2>取值是否A/VA：即为有效V：即为无效<3>纬度 dd：表示度 mm.mmmm：表示分<4>北或南半球N/SN：表示北纬 S：表示南纬<5>经度 dd：表示度 mm.mmmm：表示分<6>西或东半球E/WE：表示东经 W：表示西经<7>地面运行速度 单位为：节<8>速度方向 <9>日期 分别表示：日，月，年<10>磁偏角 单位为：度<

17、;11>磁偏角的方向E/W固定偏值为E<12>模式以及校验之和A/ NA：表示单点定位N：即为没有定位校验和：提取从$到*的字符串计算异或所得的16进制数2.3 本章小结本章主要讲述了两部分内容。首先，介绍了北斗系统的组成与原理；在充分了解北斗定位原理后，讲解了UM220-N模块的基本信息。包括UM220-N模块的电气特性和引脚介绍。最后讲解了UM220-N输出语句格式和各数据位的含义。32第3章 总体方案设计北斗接受模块通过天线接收卫星信号，不断地进行该卫星的轨迹跟踪，并对该轨迹进行分析和测量。与此同时便会得到天线位置空间坐标以及该信息的传送时间间隔，这样有了确切的试验数据

18、，通过一点的计算，即可推算出天线的具体位置，完成此过程就实现了天线的定位，将一系列的离散点连续化，就可得到某种程度上的实时定位。操作者只需通过I/O接口就可获得一系列的信号，这种信号就代表定位语句表，再由主控芯片内部处理，经过显示屏显示，语音播报等形式输出给用户，便可完成人机交互的过程。本课题需要利用单片机作为主控芯片来完成相应的控制功能，也就是说完成信号读取，并将读取的信号处理在显示屏上显示并进行语音播报。已知北斗运用以BD+GPS为核心部件的接收机，主控芯片为STC89C52芯片用于收发北斗与GPS的双路信号。最终通过编程软件在显示屏上显示并在扬声器上播放北斗卫星定位信息。本课题中选用LC

19、D12864的主显示屏，为播放设备，结合图3-1硬件框图作进一步说明，通过天线接收的数据信号经过芯片UM220-N模块处理，主控芯片STC89C52通过串口接收定位信号，在处理器内部进行数据分析与运算，最终显示并播放定位信息。图3-1 北斗导航硬件设计框图3.1 单片机最小系统本课题采用STC89C52主控芯片，该芯片成本方面价格低廉、空操控性能良好、稳定性也是很不错的，该芯片控制电路再引入晶振和复位电路便可有效组成最小系统，通过课程学习已经了解到，开发板的基本组成单元就是最小系统本身，在这个前提下，仅需北斗模块、显示和播报模块就可完成语音播报和显示定位功能。如图3-2所示控制系统最小电路原理

20、图，可以看出复位电路引入了10K的上拉电阻，晶振电路并联两组的起振电容并引入无源晶振频率为11.0592作为晶振电路。图3-2 单片机最小系统电路3.2 北斗卫星定位模块电路组成本文使用双系统定位北斗模块，该产品是和芯星通所生产的，其内核为多频SOC芯片，兼容，该模块不仅占位小结构紧凑，而且成本极为低廉，功率也是非常小的。可经过UART接口与开发板完成通讯。开发板是艾琳科技的北斗开发板，值得注意的是该板子可直接将TTL电平经，232串口与计算机进行通讯。实物可参照图3-3所示。图3-3 北斗开发板实物图本北斗卫星模块串口有磁珠和瞬态抑制二极管（Transient Voltage Suppres

21、sor），可以从本质上消除浪涌的干扰，确保该系统稳定可靠运作。模块电源电路图如图3-4所示，已知稳压器能够输出1.2V37V的直流电压，以及1.5A的电流，三个引脚如图分布所示，分别为调节端即为调节电压输出值、输入和输出端。通过并联的滤波电容来降低电源电压的跳动，从而达到对电路元件的保护。图3-4 北斗模块电源电路结合图3-5，介绍北斗模块电路，该模块电路是与一些电子元件共同构成。首先可以看到存在4组插针，通过串联电感的作用是起差模滤波作用，目的在于阻止电流顺变损伤芯片；在电路中引入并联电感的目的是确保芯片稳定运行，抑制噪音。指示灯由二极管担任，只要传送一个信号则闪烁一次。TXD1与主控芯片S

22、TC89C52的P3.0也就是说RXD相连，完成串行通信。图3-5 北斗模块芯片电路串口电路图如图3-6所示，通过MAX232将串口信号转变为232电平信号，再通过9针的RS232串口与计算机的数据口连接。可以进行模块数据定义和系统升级。图3-6 北斗模块串口电路北斗模块关键指标如表3-1所示1214。表3-1 北斗模块关键指标电源电压3.3V-5V冷启动用时32s热启动用时1s温启动用时<1s接口全双工接口波特率 工作温度 3.3 显示单元电路LCD12864不仅能够显示汉字还能够显示出图形来，RAM里面具有八千多个中文汉字、个字符以及个点阵。引脚介绍如图3-7和表3-2所示。图3-7

23、 LCD12864引脚图主控芯片的P0口是对显示屏进行显示数据控制的接口，指令的操作通过P2口来执行，LCD12864的各项参数如下所示：电源3.35V内部配有升压电路；可供显示的最大量为：128列和64行；接口形式：8位等。表3-2 LCD12864引脚说明引脚号管脚名称说明1GND电源的地线2VDD电源输入端子（+5V）3V0液晶对比度调节4RS数据输入5R/W读写选择（1读；0写）6E读写使能7-14BD0-BD7数据总线15PSB选择并/串口（1即并；0即串）16NC表示悬空17REST表示液晶屏模组复位18Vout表示悬空19BLA表示背光源正20BLK表示背光源负3.4 音频播送电

24、路3.4.1 音频播送工作原理播送模块由一个硬解码芯片、一个单片机芯片、卡槽以及一些电子元器件组成。其中播送模块的运行原理为：第一步把MP3文件从外部内存卡读出并读出存储器上的信息，再通过解码芯片对信号进行加工，再将数字信号转变为模拟信号，最后模拟信号经过放大滤波，并通过扬声器等设备进行播放。因此，语音播放模块最重要的两个芯片就是单片机芯片和解码芯片。主控芯片加载音频需要一套完善的程序控制，指引每组硬件进行运转：首要准备就是把定量的信号数据读出来，然后间接传送到解码器中进行运算；在此过程中需要完成与主机的信息流往来，以及遵循被控按钮的操作。根据硬件的分配原则，在这部分当中主控芯片为STC15W

25、204S，该芯片内部本身集成模/数转换的功能，这就为用户使用带来了很大的方便，不需要额外附加信号转换模块。当然解码芯片是一定要具备的，因为此芯片不仅能够执行多种形式的音频文件的解码，而且它的输出是以数字量呈现的，操作方便且高效，与此同时，解码芯片的优劣程度会直接关系到输出音质的优良性能。3.4.2 音频模块工作模式YS-M3语音播放模块由5V直流电源供电，其端口也是相当丰富的，其中触发器接口就多大9种，触发模式也很有特色，可以进行一键式触发也可以伴随着进行编码触发，值得注意的是触发指引是低电平，这两种方式可供用户进行选择。硬件结构如图3-8所示，各个引脚的功能排列见表3-3。所谓的一键式触发情

26、况：上面已经提及到，可见该语音模块拥有立即触发接口多大9个，如图3-8所示，在图中以A为编号，A1-A9来表示。再有就是当中的各个接口都各自对应一个音频文件，只要有端口接收到低电平信号后，那么就会执行相应的音频信息，也就是会播放出相应的音乐。所谓编码触发：应用编码触发方式可以播放31首MP3。应用该模式时，将A10和GND连接，用A1-A5为编码端口进行编码。该状态可配合单片机的I/O口来控制发声。在本次设计中，采用单片机的P1口的低5位进行歌曲的编码选择。图3-8 YS-M3模块实物图表3-3 YS-M3引脚功能管脚编号管脚别称其他说明1Vcc电压值5V2GND公共接地端3GMD公共接地端4

27、-12A1-A9执行编码接口13A10其与GND公共端相接、则可运行编码模式14CN1播送第2项音频，一旦开始播送就不可中断15BY存在播送时就会输出电平为高，默认为低3.5 本章小结本章主要描绘出平台硬件搭建的整体方案，对芯片最小系统的构成与组件进行了细致的铺垫，为程序设计奠定了扎实而有利的基础，通过查阅大量文献总结了北斗模块的各个功能，以及没种功能对应的运行原理与构造，对数据显示设备以及语音播送设备进行了分析总结。 第4章 导航卫星定位部分软件设计4.1 软件开发与方案设计4.1.1 程序仿真µVision4µVision4是目前功能比较丰富，性能成熟稳定的开发软件，这

28、是因为它是由品牌公司Keil旗下的产品，不仅具备汇编等功能，还能脱离硬件进行软仿真测试，依据仿真结果进行调试，这个步骤可以良好的保护硬件不被损坏，集成度是相当高的，功能也足够强大，支持的主控芯片样式也是五花八门，不愧是嵌入式领先者。具体研究过程总结归纳为以下几点：新建工程文件；对已有工程进行组态；进行控制程序的书写；软件内部进行编译；最终进行仿真调试程序；4.1.2 软件设计流程本设计程序设计分为五大主要模块：LCD液晶显示模块、导航数据接收模块、单片机中断初始化、语音播放模块、时序模块。程序流程图如图4-1所示。当运行程序时，首先进行LCD显示屏和中断初始化，然后显示屏上显示“BPS 北斗定

29、位”的开机画面，逐步进行判别定位信息是否完好，倘若未实现定位就需要进行重复进行判别直至完成定位，伴随显示出提示信息“Receiving”，当达到定位情况，接下来就会进行下一步判别，判别的内容则为是否准确，如若准确无误的话，就将定位信息储存起来，并将各项数据呈现在显示屏中央，即相应的坐标、日期、时间、相对陆地速度等等，否则呈现出“no data”。目前，该方案仅收发GNRMC信号，只有在收到这种信号的情况下，才会做出回应，各项数据指标才会在显示屏上展现出来1617。需要点击播送键，此时便会自动关闭中断服务程序，进行音频信息播报，播报完成以后立即开中断，依次循环运行。4.2 北斗定位数据接收与后续

30、处理北斗导航模块的数据通过串口中断传输至缓冲区，同时将数据发送给上位机，单片机通过处理串口数据获得经纬度等定位信息18。4.2.1 数据接收北斗模块启动后开始接收导航数据，接收到的各种信息（如：经纬度、UTC时间、相对地面速度等等）均涵盖在GNRMC、GNGGA这些语句表当中，主控芯片通过缓冲区域接纳这些与定位数据相关的信号。借助串口助手，可以清晰地发现主控芯片与北斗导航间的信息交换，其信息交换导航如图4-2所示。为接下来程序的编制带来了极为有利的帮助。图4-1 程序流程图4.2.2 数据处理本设计根据需要，解析显示的是$GNRMC这一传输语句信息。在接下来的一章里，会进行逐步的进行各个模块的

31、调试，在此先对UM220-N进行有效初始化，保证单一输出语句GNRMC，以便于信息的显示与播报。图4-2 接收数据如图4-3所示，展示了串口中断服务程序的运行流程，即首要任务就是对主程序采取中断措施，这样才能够进入到中断服务子程序，重要的一点在于要进行判别，这关乎到是否能够显示与播报，判别语言类型是不是“GNRMC”语句，下面就要对数据进行处理了，用逗号来分离数据，在此为数据进行分组排序，根据不同的属性分配到各个相应数组单元内。最终读取出定位的各项详细信息后才能结束中断。图4-3 中断处理过过程需要注意的是，输出的时刻信息要与首都时刻为基准，但是北斗记录的时刻是UTC时刻，相比于首都时刻有大约

32、八小时的差别，那么便要将UTC时间转换为北京时间。程序如下：void trans_time(void)unsigned char temp,hour_shi,hour_ge;/定义小时，小时的十位和个位temp=(time0-'0')*10+(time1-'0'); /计算小时if(temp<=16) /若小时小于等于16点加8小时temp=temp+8;hour_shi=temp/10;hour_ge=temp%10;time0=hour_shi+'0'time1=hour_ge+'0'else /若小时大于16点，则加8

33、小时减24小时temp=temp+8-24;time0='0'time1=temp%10+'0'4.3 模块软件设计4.3.1 语音播报模块YS-M3语音模块编码触发方式控制时需要单片机编码控制。本设计中使用P1口来控制播放歌曲。将经纬度信息拆分开分别进行播报，歌曲存放在存储卡内，将“09”、“东经”、“北纬”、“年”、“月”、“日”等语音按顺序存入内存卡如表4-1所示，当出现数字或标点时，检索相应音频文件播报，连续播报出来就成了经纬度。仅需点击播送按键，便会立即将中断关掉，随后读取出一系列经纬度信息，读取完成后立即打开中断19。具体的操作运行流程如图4-3所示

34、。表4-1 音频信息储存表音频序号音频名称 0100011代表东经012代表北纬013代表度014代表分015代表秒016代表点图4-3 播报流程图4.3.2 显示模块1函数进行初始化lcd_init()lcd_wcmd(0x30);/基本指令操作delay (1);lcd_wcmd(0x0c);/关光标整体显示delay (1);lcd_wcmd(0x06);/光标右移，画面不动，AC加1delay (1);lcd_wcmd(0x01);/清除LCD的显示内容delay(1);2写指令函数void lcd_wcmd(unsigned char cmd)while(lcd_bz();rs =

35、0;rw = 0;en = 0;P0 = cmd; /通过单片机P0口将指令发送至LCD显示屏delay(3);en = 1;delay(3);en = 0;3.写数据函数void lcd_wdat(unsigned char dat)while(lcd_bz();rs = 1;rw = 0;en = 0;P0 = dat; /通过单片机的P0口将数据发送至LCD显示屏delay(3);en = 1;delay(3);en = 0;例如：要显示“GPS 北斗定位”，这程序代码如下所示：unsigned char code kaijihuamian="GPS 北斗定位"uns

36、igned char i;lcd_wcmd(0x01); /清除LCD显示内容i=0;lcd_pos(1,1); /设置显示位置while(kaijihuamiani != '0') /显示字符lcd_wdat(kaijihuamiani);i+;4.3.3 编写中断函数只要单片机接收到从UM220-N来的信息，那么就要立即启动中断，第一步运行打开中断的相关程序语言，定时器工作方式等的初始化20,具体程序编写如下：void init_all(void)SCON = 0x50; /REN的值为1表示可以接收信号，即串口运行在模式1 下TMOD|= 0x20; /选取定时器工作为模

37、式2PCON|= 0x80; TH1 = 0xFa; /baud*2 波特率9600 数据位8 停止位1 校验位无 TL1 = 0xF3; TR1 = 1; ES = 1; /开串口中断EA = 1; / 开总中断lcd_init() ;4.4本章小结在开头位置对程序编译集成软件进行里详细概述，接下来罗列出各个模块的程序设计思想，根据模块化思想分别对于北斗模块、显示屏显示、音频播送以及中断服务程序等进行了控制流程设置，针对上述模块还完成了相关程序的编写。第5章 控制系统的调试与分析5.1 控制系统进行调试根据大学期间所做项目积累下来的经验，在完成硬件搭建与程序编制后，最重要的就是进行调试工作，

38、硬件和软件犹如人体血肉，不可分离，那么硬件调试与软件调试固然都是相当重要的，这样才能确保控制系统准确无误地执行。5.1.1 关于北斗模块调试过程这个过程相对比较复杂，其中北斗接收板块存在大量软硬耦合性的问题，这将对调试来讲，是前所未有的挑战，下面我们采用联机与脱机来攻克难关。1.首先进行脱机调试核查硬件PCB板的各个电子元器件管脚是否都完好。1. 第一步：拟采用万用表进行逐一对点核查用，将万用表调节至蜂鸣器挡来检测是否存在断路，有声则通，无声则断，再核查电阻等相关电子元器件。2. 第二步：必须要核查电源情况。看看额定电压是否为所需值，检查开关是否正常。3. 第三步：加电后，检测芯片与芯片间对应

39、引脚是否导通和截止。2.其次进行联机调试通过脱机调试，我们可以消除一些明显的硬件问题，保障硬件系统的安全性和可靠性。但如果想要改变模块的内部特性，需要进行通过软件处理的联机调试。北斗运行模块与主控芯片联合信息交换时，要进行一定的预设置，即确定数据输出类型指定，需要在Unicore Software软件下进行初始化，强悍的功能范围，可针对GPS等多家外版系统进行测试。根据执行任务的需要，对北斗进行模块化测试：1) 第一项就是测量硬件电路板电路部分信号是不是流畅性的，这个用数字万用表来完成。2) 第二项需要将天线放在相对安全宽敞的位置，并且要使其与地面倾斜成一定的角度，要避免电场磁场等的干扰。使用

40、串口线将北斗模块与电脑相连，查询串口号。给北斗模块供电。3) 最后就可以打开软件进行测试工作了，根据需要设定波特率9600bps。那么需要注意的是：电源线万万不能造成反接，这样会造成北斗模块永久性损坏，而且是不可修复的，后果很严重。当该模块工作正常时，能够正确无误接收信号，其闪光灯会不断闪，在最初的时刻，其接收的信号大致可以分为五类，分别是GNGGA、GNGLL、GNGSA、GNGSV、GNRMC。这样即可获得完全的定位信息。具体的调试界面见图5-1所示。 a）星座图 b) 轨迹图 c) 北斗跟踪状态 d) GPS跟踪状态图5-1 北斗调试测试界面北斗模块的信息收发种类有很多，那么我们可以通过

41、Unicore Software进行调节，选取我们需要的信号类型，这可有效提高运行效率。亦可以将多种信息混合接收，例如北斗与GPS。更具人性化的操作指标是还能设置就收语句类型，自带断电保存功能。表5-1罗列了各种语句的类别形式，其配备操作界面如图5-2所示。表5-1 语句类别形式和ID语句消息名类别形式ID峰值输出频率GGA005HzGLL015HzGSA025HzGSV035HzRMC045Hz图5-2 配备操作界面在此配备操作界面上，从左到右依次排列为冷启键；温启键；热启键；北斗；GPS；北斗鱼GPS；定位芯片；保存当配置完成后需要保存，这样在掉电重启后才能保存设置。5.1.2 进行软件的调试所谓的软调试是指在特定的集成软件中进行核查监测，查漏补缺，发现并解决问题，不仅能够解决软件的故障也可以排除一些硬件上的问题，当然也需要模块化思想为理论基础，要遵循先子后主的原则，使子程序先达到预期的要求，最后调试主程序以及参数的传递。1.首先核查LCD12864液晶屏程序，必须能够在屏幕上清晰准确看到字符或图形。2.其次核查主控芯片的中断初始化程序，借助于串口助手利，查看主控芯片初始化的参数是否完善且无误。3.再次