基于單片機的ＧＰＳ定位顯示系統

張海龍

摘要：簡介GARMON公司的GPS25-LVS系列OEM(Original Equipment Manufacturer)接收板的結構特性及輸出信息，根據其工作原理設計該板與AT89S52單片機的硬件接口以實現對GPS信號的分析、處理，并對處理后的GPS導航信號進行輸出顯示。

關鍵詞：GPS；單片機；OEM板；串行通信

1引言

GPS(GIobal Positioning System)全球定位系統自20世紀90年代向全世界免費開放以來，它以全球覆蓋、全天候、連續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航和定位問題。

2GPs25-Lvs接收板特點、工作原理及數據輸出

GPS25-LVS系列OEM板采用單一5V供電，內置保護電池，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成。它接收天線獲取的衛星信號，經過變頻、放大、濾波、相關、混頻等一系列處理，可以實現對天線視界內衛星的跟蹤、鎖定和測量。在獲取了衛星的位置信息和測算出衛星信號傳播時間之后，就可計算出當前天線位置。輸出定位、導航、定時及其他數據。

GPS25-LVS的數據輸出通常使用的格式是NMEA 0183格式，數據代碼為ASCII碼字符，通信波特率默認值為4800，1個起始位，8個數據位，1個停止位，無奇偶校驗。在本系統中采用的語句是GPGGA格式。

3采集GPs定位信息的單片機系統設計

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

3．1硬件設計

硬件部分主要由GPS25-LVS接收板、AT89S52單片機、RTl602C字符型液晶顯示器等部分組成。AT89S52單片機與MCS-51單片機產品兼容，8K字節系統可編程Flash存儲器、結構簡單、功能豐富、性價比高。1602字符型液晶，它使用方便，能直接與單片機連接，通過指令編程來實現對數據的讀寫操作。在R71602C液晶顯示器電路中，VO通過電位器調整對比度。AT89S52單片機的串行口采用TTL電平，而GPS25-LVS的接口引腳5 RXDl和引腳4TXDl也采用TI-L電平傳輸串行數據，所以GPS25-LVS的接口引腳5和引腳4可分別直接與單片機的TXD和RXD引腳相連，無需電平轉換。在基于單片機采集與顯示GPS定位信息系統的設計中，使用11.059 2MHz的標準石英晶振。基于單片機的GPS定位顯示系統電路原理圖如下：

3．2軟件設計方案

本系統軟件由4個模塊組成。分別是系統初始化模塊；信號接收與處理模塊；數據顯示模塊；延時模塊。

系統初始化模塊：在用戶對設備加電時，對單片機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：設置顯示模式為16字×2行；將定位數據指針指向80H，即屏幕第0行第1列；顯示屏清屏；開顯示屏和設置光標；顯示光標移動設置。

信號接收與處理模塊：該模塊的功能是使單片機的串口接收從GPS OEM板發送來的GPS定位數據，做如下操作：判斷接收的字符是否是“$”字符；如果是則將記錄標志位置1；然后再接收信息內容，在收到“*”字符ASCII碼后再接收兩個字節結束接收，然后根據語句標識區分出信息類別以對收到ASCl0碼進行處理顯示。

數據顯示模塊：負責將有用的定位信息數據顯示在指定位置。

延時模塊：設置對單片機的更新時間為8秒。

4結束語

本文介紹的基于單片機和GPS的定位顯示系統，不僅能夠從GPS導航系統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、性能穩定的特點，具有一定的使用價值。