基于單片機(jī)的ＧＰＳ定位顯示系統(tǒng)

張海龍

摘要：簡介GARMON公司的GPS25-LVS系列OEM(Original Equipment Manufacturer)接收板的結(jié)構(gòu)特性及輸出信息，根據(jù)其工作原理設(shè)計該板與AT89S52單片機(jī)的硬件接口以實現(xiàn)對GPS信號的分析、處理，并對處理后的GPS導(dǎo)航信號進(jìn)行輸出顯示。

關(guān)鍵詞：GPS；單片機(jī)；OEM板；串行通信

1引言

GPS(GIobal Positioning System)全球定位系統(tǒng)自20世紀(jì)90年代向全世界免費(fèi)開放以來，它以全球覆蓋、全天候、連續(xù)實時提供高精度的三維位置、三維速度和時間信息的能力，很好地解決了人類導(dǎo)航和定位問題。

2GPs25-Lvs接收板特點(diǎn)、工作原理及數(shù)據(jù)輸出

GPS25-LVS系列OEM板采用單一5V供電，內(nèi)置保護(hù)電池，RS232、TTL兩種電平自動輸出NMEA 0183 2.0格式(ASCII字符型)語句。GPS25-LVS接收板主要由變頻器、信號通道、存儲器、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，經(jīng)過變頻、放大、濾波、相關(guān)、混頻等一系列處理，可以實現(xiàn)對天線視界內(nèi)衛(wèi)星的跟蹤、鎖定和測量。在獲取了衛(wèi)星的位置信息和測算出衛(wèi)星信號傳播時間之后，就可計算出當(dāng)前天線位置。輸出定位、導(dǎo)航、定時及其他數(shù)據(jù)。

GPS25-LVS的數(shù)據(jù)輸出通常使用的格式是NMEA 0183格式，數(shù)據(jù)代碼為ASCII碼字符，通信波特率默認(rèn)值為4800，1個起始位，8個數(shù)據(jù)位，1個停止位，無奇偶校驗。在本系統(tǒng)中采用的語句是GPGGA格式。

3采集GPs定位信息的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計

本文提出使用常見的A789S52型單片機(jī)作為處理器，利用Ak89S52單片機(jī)的串行接口接收GPS25-LVS型GPS OEM板輸出的NMEA0183語句數(shù)據(jù)，并通過軟件方法篩選出其中有用的定位數(shù)據(jù)，最后通過單片機(jī)的并行接口輸出至RTl602C型通用液晶顯示模塊顯示的方案。

3．1硬件設(shè)計

硬件部分主要由GPS25-LVS接收板、AT89S52單片機(jī)、RTl602C字符型液晶顯示器等部分組成。AT89S52單片機(jī)與MCS-51單片機(jī)產(chǎn)品兼容，8K字節(jié)系統(tǒng)可編程Flash存儲器、結(jié)構(gòu)簡單、功能豐富、性價比高。1602字符型液晶，它使用方便，能直接與單片機(jī)連接，通過指令編程來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的讀寫操作。在R71602C液晶顯示器電路中，VO通過電位器調(diào)整對比度。AT89S52單片機(jī)的串行口采用TTL電平，而GPS25-LVS的接口引腳5 RXDl和引腳4TXDl也采用TI-L電平傳輸串行數(shù)據(jù)，所以GPS25-LVS的接口引腳5和引腳4可分別直接與單片機(jī)的TXD和RXD引腳相連，無需電平轉(zhuǎn)換。在基于單片機(jī)采集與顯示GPS定位信息系統(tǒng)的設(shè)計中，使用11.059 2MHz的標(biāo)準(zhǔn)石英晶振?；趩纹瑱C(jī)的GPS定位顯示系統(tǒng)電路原理圖如下：

3．2軟件設(shè)計方案

本系統(tǒng)軟件由4個模塊組成。分別是系統(tǒng)初始化模塊；信號接收與處理模塊；數(shù)據(jù)顯示模塊；延時模塊。

系統(tǒng)初始化模塊：在用戶對設(shè)備加電時，對單片機(jī)的硬件端口做初始化操作；對GPS OEM板初始化；對液晶顯示模塊做初始化操作：設(shè)置顯示模式為16字×2行；將定位數(shù)據(jù)指針指向80H，即屏幕第0行第1列；顯示屏清屏；開顯示屏和設(shè)置光標(biāo)；顯示光標(biāo)移動設(shè)置。

信號接收與處理模塊：該模塊的功能是使單片機(jī)的串口接收從GPS OEM板發(fā)送來的GPS定位數(shù)據(jù)，做如下操作：判斷接收的字符是否是“$”字符；如果是則將記錄標(biāo)志位置1；然后再接收信息內(nèi)容，在收到“*”字符ASCII碼后再接收兩個字節(jié)結(jié)束接收，然后根據(jù)語句標(biāo)識區(qū)分出信息類別以對收到ASCl0碼進(jìn)行處理顯示。

數(shù)據(jù)顯示模塊：負(fù)責(zé)將有用的定位信息數(shù)據(jù)顯示在指定位置。

延時模塊：設(shè)置對單片機(jī)的更新時間為8秒。

4結(jié)束語

本文介紹的基于單片機(jī)和GPS的定位顯示系統(tǒng)，不僅能夠從GPS導(dǎo)航系統(tǒng)獲取精確的時間及定位信息，而且具有硬件電路簡單、成本低廉、編程方便、性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，具有一定的使用價值。