基于单片机地GPS设计答辩模板

四川理工学院毕业设计（论文）说明书基于单片机的GPS设计

电子与信息工程系自动化2班潘越设计制作电子与信息工程系自动化教研室方宁老师指导

2007年6月13日课题的背景及意义课题的背景及意义

全球定位系统（GlobalPositioningSystem-GPS）是美国从本世纪70年代开始研制，历时20年耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。

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精确位置、速度运行方向等信息课题的背景及意义

以往全球卫星定位系统GPS之使用者都集中在军事用途上,如海陆空军事导航、无人驾驶载体作定位遥控等。随着时代变迁,全球卫星定位系统GPS已广泛使用于我们日常生活之中,如卫星导航系统、陆地运输监控、汽车导航及具GPS定位功能之通信手机(CellPhone)等。GPS全球定位系统GPS全球定位系统全球定位系统由三部分构成：(1)地面控制部分，由主控站、地面天线、监测站和通讯辅助系统组成；(2)空间部分，由24颗卫星组成，分布在6个轨道平面上(3)用户装置部分，主要由GPS接收机和卫星天线组成。

GPS全球定位系统GPS卫星星座示意图GPS卫星（BlockⅡR/BlockⅡA）基于单片机的GPS硬件设计硬件设计框图GPS信号接收模块介绍

SERFGS1100GPS接收模块12通道并行接收能力定位误差小高灵敏度启动时间短输出格式为标准的NMEA0183V3.0标准标准串口输出RS－232电平

单片机选用的AT89S51相比AT89C51多了ISP在系统编程简化了程序调试反复拔插的繁琐过程电平转换部分液晶显示模块（1602）显示容量：16×2个字符配置LED背光多种软件功能：光标显示、画面移位、自定义字符内带字符发生存储器（CGROM，CGRAM)能够显示160个不同的点阵字符图形CGROM和CGRAM中字符代码与字符图形对应的关系AT89S51与1602LCM液晶显示模块的连接电源选用

考虑到该设备的移动便携性，因此决定使用电池作为电源，在电池的选择上我参考了单片机、液晶模块、GPS接收模块、232电平转换电路的最佳工作电压，选择了四节镍氢充电电池串连作为电源。

硬件制作图片硬件制作图片硬件制作图片硬件制作图片硬件制作图片硬件制作图片硬件制作图片硬件制作图片硬件制作图片

基于单片机的GPS软件设计GPSNMEA0183数据格式介绍NMEA－0183是美国国家海洋电子协会为海用电子设备制定的标准格式。几乎所有的GPS接收机均采用了这一格式，提高了设备的通用性。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。本次设计只使用到了其中的$GPRMC语句程序流程图

在设计该软件时采用了模块化的思想

该软件分为了串口初始化模块，液晶模块初始化模块，数据接收模块，数据格式调整送显模块这四个主要模块

AT89S51串口、液晶显示模块初始化开始判断是否为$GPRMC语句接收并储存到单片机分配的地址中筛选UTC时间、经纬度数据并调整格式送液晶显示模块显示UTC时间、经纬度NY

串口初始化模块

在该模块中设置的波特率为9600bps（晶振频率为11.0592Mhz）

液晶模块初始化模块

在该设计中所使用的是1602液晶模块，其初始化方法参阅了该模块的通用说明书.

数据接收模块

首先要对GPS接收模块串口是否有信号发送给单片机进行识别，而且由于GPS接收模块通过串口发送出来的数据不是我们全部需要的，所以有必要再对语句进行识别，然后取入我们所需要的语句$GPRMC，…………。由于这些语句都是已$GP开头的，并且$GPRMC这条语句与别的语句差别的地方就是MC这两个字母，故从精简程序和节约CPU资源的角度考虑，在程序中也只判断M和C这两个字母。

数据格式调整送显模块

对于前面程序模块取入的数据，还要通过数据格式调整才能送到显示模块进行显示，在GPSNAEA0183语句中我们已经知道，所取入的GPRMC中包含了很多的地理信息，但是由于我们的应用所限，往往只能用到其中的一部分，比如我们所用到的纬度、经度、UTC时间和UTC日期，由于我们在上面数据接收模块程序中已经把GPRMC所包含的所有数据已经顺序存放在单片机中，所以我们只需要按照NAEA0183语句所提供的格式按位选取出纬度、经度、UTC时间和UTC日期就可以了。对于我们已经选取出的将要送去显示的数据，为了在液晶屏上能及时清晰地显示出来，再经过一定的格式调整，最后再送液晶屏显示。GPS接收模块调试软件

uNavAnalyzer

uNavAnalyzer接收GPS地理数据

uNavAnalyzerGPS卫星信号以及漂移情况制作过程中遇到的问题及解决办法

制作过程中遇到的问题及解决办法液晶屏无显示GPS模块送出数据单片机不能接收效果演示开机信息开机信息等待GPS信号显示接受到的经纬度数据显示接受到的UTC时间数据总结总结随着GPS的应用越来越广泛，GPS设备普及速度也将大大加快，在我们国内GPS产业才刚刚起步，GPS产业的兴起势必也将大大的推进GPS在民间的应用。GPS已在各个领域发挥了重要的作用，为促进人类发展作出了不可估量的贡献。不过由于专业GPS设备价格昂贵，普通消费者难以承受，所以也限制了GPS在民间的大量应用，现在各个