基于单片机的GPS信息读取与显示装置的设计

基于单片机的GPS信息读取与显示装置的设计

文献综述

测控技术与仪器专业 080307219 吴旸昡 一、发展背景

GPS系统的前身为美军研制的一种名叫“子午仪”导航卫星系统(Transit），1958年研制，64年正式投入使用。该系统使用5到6颗卫星组成的卫星网进行工作，每天最多只能绕过地球13圈，并且无法给出高度和海拔信息，在定位精度方面也不能达到一定的准确性。然而，子午仪系统验证了由卫星系统进行定位的可行性，为GPS系统的研制埋下了铺垫。由于卫星定位显示出在导航方面的巨大优越性及子午仪系统存在对潜艇和舰船导航方面的巨大缺陷。美国海陆空三军及民用部门都感到迫切需要一种新的卫星导航系统。为此,美国海军研究实验室提出了名为Tinmation的用12到18颗卫星组10000km高度的全球定位网计划，并于67年、69年和74年各发射了一颗试验卫星，在这些卫星上初步试验了原子钟计时系统，这是GPS系统精确定位的基础。而美国空军则提出了以每星群4到5颗卫星组成3至4个星群的计划，这些卫星中除1颗采用同步轨道外其余的都使用周期为24h的倾斜轨道 该计划以伪随机码为基础传播卫星测距信号，其强大的功能，当信号密度低于环境噪声的１％时也能将其检测出来。伪随机码的成功运用是GPS系统得以取得成功的一个重要基础。海军的计划主要用于为舰船提供低动态的二维定位，空军的计划能供提供高动态服务，然而系统过于复杂。由于同时研制两个系统会造成巨大的费用而且这里两个计划都是为了提供全球定位而设计的，所以1973年美国国防部将2者合二为一，并由国防部牵头的卫星导航定位联合计划局领导，还将办事机构设立在洛杉矶的空军航天处。该机构成员众多，包括美国陆军、海军、海

[1]军陆战队、交通部、国防制图局、北约和澳大利亚的代表。

二、发展趋势及现状

全球定位系统(GPS)是以接收导航卫星信号为基础的非自主式导航与定位系统,具备全球覆盖、全天候、连续实时提供高精度的三维位置、三维速度和时间

[2]信息的能力,具有很好的导航和定位功能。在实际应用中,GPS系统接收到导航

卫星的信号以后,经过编译后输出的信息,是标准格式的GPS定位数据,这种数据

[3]需要经过进一步的处理,才能在用户的个人终端上显示出来。80C51单片机可

实现对GPS定位数据的接收和分析处理，并利用LCD实现当前位置、经纬度、时

[4] 间等信息的显示。

GPS卫星导航定位技术于20世纪80年代末引入中国，目前主要应用在测绘、勘探、海上渔业和车辆定位监控等领域。在全世界的GPS应用领域中，车

辆应用领域所占的份额最大，目前大约占应用总数的40％以上。1996～1997年间是GPS车辆跟踪系统市场的初步发展时期。主要是公安、金融、银行等部门利用其专用的常规无线电台通信系统和模拟集群系统，在全国多个城市建成了金融运钞车和公安交警车辆的跟踪系统。1998～2000年GPS车辆跟踪系统市场出现

[5] 了快速增长的势头。

国内的GPS市场呈现出了两个比较重要的发展方向(1)以车载导航为核心的移动目标监控、管理与服务系统。在GPS系统的应用方面，车辆应用是极其重要

[6]的一个方面。最初GPS在车辆上的应用大多数分为车辆跟踪和车辆导航两大类

型。但当某些公司推出集这两种功能于一体的系统后，这种新的系统就成了GPS技术的发展的方向。（2)面向个人的小型GPS终端产品。随着科技的发展，芯片的小型化、生产成本大大降低以及终端产品的体积与耗电量越来越小，使GPS产品越来越大众化，并且深入到人们的日常生活中。目前面向个人消费者的产品

[7]主要有车载GPS导航系统、手机以及其他电子产品。（3）在工业上，GPS导

航技术可用于可移动机器人、智能小车的定位导航和寻迹中，本次设计也将着重对这一用途进行开发。

三、利用单片机进行数据采集

80C51单片机属于MCS-51系列单片机，由Intel公司开发，其结构是8048的延伸，增加了如乘、除、减、比较、16位数据指针、布尔代数运算等指令，以及串行通信能力和5个中断源。采用40引脚双列直插式DIP，里面包含了有128个RAM单元及4K的ROM。80C51单片机有两个16位定时计数器，两个外中断，两个定时计数中断，及一个串行中断，并有4个8位并行输入口。80C51内

[8]部有时钟电路，系统中采用12MHz的晶振频率。由于80C51的系统性能较强，

可以长时间的精密的进行数据的采集与分析，而且产品较为常见，技术发展也很

[9] 成熟，故采用来作为控制核心。

本设计采用80C51单片机进行数据采集和信号转换。GPS定位信息的采集和显示系统主要由80C51单片机、LCD显示模块和GPS模块组成。它能显示经纬度、日期和时间等实时信息。单片机作为主控制器，控制GPS 接收板进行数据接收、读取及传送，GPS 接收板接收卫星传送的信号，通过NMEA0183格式输出，输出的串行数据经RS-232电平和COMS/TTL电平转换后送至单片机串行口，经处理后通过键盘选择要显示的信息，最后送至LCD液晶显示器MGLS-12032进行显示,

[10] 液晶显示器会定时更新所要显示的内容。

GPS模块就是集成了RF射频芯片、基带芯片和核心CPU，并加上相关外围电路而组成的一个集成电 …… 此处隐藏：1412字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……