基于单片机的GPS 终端

编号：毕业设计(论文)说明书题目:基于单片机的GPS定位系统院（系）：通信与信息工程系专业：通信工程学生姓名：罗靖学号：010210904指导教师：欧阳宁职称：副教授题目类型：理论研究实验研究√工程设计工程技术研究软件开发2005年5月30日桂林电子工业学院毕业设计（论文）报告用纸摘要GPS技术在军事、通讯、气象、勘探、导航、遥感、大地测量、地球动力以及天文等众多学科领域得到极其广泛的应用，推动了科学技术的迅猛发展，也丰富了人类的科学文化生活。现在，GPS的外型设计已经转向便携式发展，逐步踏入寻常百姓的生活中。所以，对GPS的研究具有十分重要的意义。论文主要研究GPS的定位原理与技术，单片机的编程及其应用，液晶屏的功能及其实现方法。制作了一套设计方案，以软、硬件相结合的方式完成整个GPS数据接收和显示的过程。完成了一台液晶显示的手持式GPS定位接收设备，并能依次显示实时时间及所在地的经纬度。该定位系统完成后，定位精度能达到15m，所以该装置在测控领域的应用开发中具有一定的实用价值和借鉴价值。关键词：GPS；卫星；导航；定位桂林电子工业学院毕业设计（论文）报告用纸AbstractGPStechnologyisinthemilitaryaffairs,suchnumerousdisciplinesdomainsascommunication,meteorologicalphenomena,exploring,navigating,remotesensing,earthmeasurement,theearthmotiveforceandastronomy,etc.getextremelyextensiveapplication,havepromotedtheswiftandviolentdevelopmentofscienceandtechnology,theabundantandhumanevenscientificculturelife.Now,theappearanceofGPSisdesignedandalreadyturnedtoportabledevelopment,stepsfootoncommonpeople'slifeprogressively.So,ItisveryimportantforresearchingofGPS.LocalizationprincipleandtechnologyofmainresearchGPSofthistext,programmingandapplicationoftheone-chipcomputer,thefunctionthattheliquidcrystalrejectsandimplementationmethod.Thusmakeoutasetofdesignplans,throughconstantdebuggingandtest,combineandfinishthewholecoursereceivedandshowninwholeGPSdatawiththesoftwareandhardware.Inthissubject,willfinishtheholdingtypeequipmentofGPS'spositioningthataliquidcrystalshows,andcanshowreal-timetimeandlongitudeandlatitudeofthesitesequentially.Afterthisnavigationsystemisfinished,orientingtheprecisioncanreach1m,sothisdevicehascertainpracticalandreferencevalueinobservingandcontrollingtheapplicationanddevelopmentofthefield.Keywords:GPS;Satellite;Navigation;Orientation桂林电子工业学院毕业设计（论文）报告用纸目录引言…………………………………………………………………………………………11GPS接收器…………………………………………………………………………41.1GPS的组成概况…………………………………………………………………………41.1.1空间星座部分…………………………………………………………………………41.1.2地面监控部分………………………………………………………………………61.1.3用户设备部分…………………………………………………………………………71.2GPS定位的基本方法……………………………………………………………………71.3GP5接收机的基本工作原理……………………………………………………………71.3.1码相关型通道…………………………………………………………………………71.3.2平方型通道……………………………………………………………………………91.3.3码相位型通道………………………………………………………………………101.4GPS接收机与提取定位数据…………………………………………………………111.5TG35-D410……………………………………………………………………………122AT89C51单片机………………………………………………………………………132.1AT89C51单片机的内部结构及芯片图…………………………………………………132.1.1主要功能特性………………………………………………………………………142.1.2管脚说明…………………………………………………………………………142.2振荡器特性……………………………………………………………………………162.3芯片擦除……………………………………………………………………………162.4AT89c51部件功能………………………………………………………………………162.5时钟电路……………………………………………………………………………182.6复位电路……………………………………………………………………………182.7AT89C51的串口模式……………………………………………………………………192.7.1串行端口处于模式0………………………………………………………………192.7.2串行端口处于模式1………………………………………………………………202.7.3串行端口处于模式2………………………………………………………………202.7.4串行端口处于模式3………………………………………………………………212.7.5串行端口的波特率规划…………………………………………………………213液晶显示器（LCD）………………………………………………………………223.1主要技术参数和性能………………………………………………………………223.2外形尺寸图…………………………………………………………………………223.3模块主要硬件构成……………………………………………………………………233.4模块的外部接口……………………………………………………………………243.5用户指令……………………………………………………………………………243.5.1指令表3.2：（RE=0：集基本指令集）…………………………………………243.5.2指令表3.3（RE=1：扩充指令集）……………………………………………263.6TG12864EL串口接线方式…………………………………………………………263.7具体指令介绍…………………………………………………………………………27桂林电子工业学院毕业设计（论文）报告用纸3.8显示步骤……………………………………………………………………………294GPS定位系统的设计过程……………………………………………………294.1整体设计……………………………………………………………………………294.2电路图的设计…………………………………………………………………………304.2.1GPS接收器部分……………………………………………………………………304.2.2单片机硬件部分……………………………………………………………………314.2.3LCD部分……………………………………………………………………………324.2.4电压输入部分………………………………………………………………………324.3软件部分……………………………………………………………………………334.3.1串口通信程序设计…………………………………………………………………334.3.2LCD显示程序………………………………………………………………………355调试与心得……………………………………………………………………………355.1接口电路的调试………………………………………………………………………365.2体会……………………………………………………………………………………366结论……………………………………………………………………………………37谢词…………………………………………………………………………………………38参考文献……………………………………………………………………………………39附录…………………………………………………………………………………………40桂林电子工业学院毕业设计（论文）报告用纸第1页共40页引言课题背景：大家知道，人造地球卫星的出现，首先是引起了各国军事部门的高度重视。1958年底，美国海军武器实验室就着手实施建立为美国军用舰艇导航服务的卫星系统，即“海军导航卫星系统”(NavyNavigationSatelliteSystem-NNSS)。该系统中卫星的轨道都通过地极，故也称“子午(Transit)卫星系统”。1964年该系统建成，并开始在美国军方启用，1967年美国政府批准该系统解密，并提供民用。由于该系统不受气候条件的影响，自动化程度较高，且具有良好的定位精度，所以它的出现包立即引起了大地测量学者的极大关注。尤其是在该系统提供民用之后，在大地测量方面进行丁大量的应用研究和实践，并取得了许多令人瞩目的成就。这就预示着经典的大地测量技术面临着一场重大的变革。虽然美国“海军卫星导航系统”在导航技术的发展中具有划时代的意义，但是由于该系统卫星数目较少(5～6颗)、运行高度较低(平均约1000km)、从地面站观测到卫星的时间间隔较长(平均约1.5小时)，因而它无法提供连续地实时三维导航。加之获得一次导航解所需的时间较长，所以难以充分满足军事方面，尤其是高动态目标(如飞机、导弹)导航的要求。而从大地测量学方面来看，由于它定位速度较慢(一个网站一段平均观阅1-2天)，精度也较低(单点定位精度3-5m，相对定位精度约为15m)，所以该系统在大地测量学和地球动力学研究方面的应用，也受到了很大的限制。为了满足军事部门和民用部门对连续实时和三维导航的迫切要求，1973年美国国防部正式开始组织海陆空三军，共同研究建立新一代卫星导航系统的计划。这就是许多文献中所称的“授时与测量导航系统／全球定位系统”(NavigationSystemTimingandRanging/GlobalPositioningSystem-NAVSTAR/GPS)，而通常简称为“全球定位系统”（GPS）。研究的意义：卫星导航技术的飞速发展已逐渐取代了无线电导航、天文导航等传统导航技术，而成为一种普遍采用的导航定位技术，并在精度、实时性、全天候等方面取得了长足进步。现在不仅应用于物理勘探、电离层测量和航天器导航等诸多民用领域，在军事领域更是取得了广泛的应用--在弹道导弹、野战指挥系统、精确弹道测量以及军用地图快速测绘等领域均大量采用了卫星导航定位技术。有鉴于卫星导航技术在民用和军事领域的重要意义，使其得到了许多国家的关注。课题完成的功能：利用GPS信息接收模块、单片机AT89