基于单片机的GPS信息显示器设计与实现

liyf

基于单片机的GPs信息显示器设计与实现
张军涛，
(广东松山职业技术学院，
张智军
广东韶关512126)
[摘要]该信息显示器以A 9S52单片机为核心控制器件，通过串行通信，提取HOLUX GR一87 GPS模
块接收的时间和定位信息，并实现了LCD显示。文章同时给出了系统的硬件原理图和部分程序框图及源代
码。
[关键词]GPS；单片机；液晶显示器
[中图分类号]TN967．1 [文献标识码]B
一
、引言
全球定位系统(GlobM Positioning System)是美国
从20世纪70年代开始研制，于1994年全面建成，以接
收导航卫星信号为基础的非自主式导航与定位系
统。该系统能够在海、陆、空范围内，全天候的、连续
实时的免费提供高精度的三维位置、三维速度和时
间信息，为人类的导航和定位提供了可靠的保障。
目前，GPS全球定位技术已日趋成熟，在经济、军事
和社会生活中的很多领域得到了广泛应用，正发挥
着日益重要的作用。
二、HOLUX GR-87 GPS接收模块简介
(一)GPS接收模块的主要性能指标
GPS接收模块主要性能指标：最多可同时接收2O
个卫星；接收码：L1，C／A码；更新速率：IHZ；直流电
源电压为3．3V一5．5V；位置精确度为lOm(无差分修正
输入)；热开机：1秒；暖开机：38秒；冷开机：42秒。
(二)HOLUX GR一87 GPS模块接口说明
GPS接收模块及其引脚说明如图1。
GPS接收机在某一时刻接收到4颗以上的GPS卫
星信号导航电文，通过变频、放大、滤波等一系列处
理过程，实现对GPS卫星信号的跟踪、锁定、测量，从
图1 GPS接收模块及其引脚
而产生计算位置的数据信息(包括：纬度、经度、高
度、速度、日期、时间、航向、卫星状况等)，经由I／O口
输出串行数据。
(三)GPS接收模块的输出数据格式
HOLUX GR一87 GPS接收模块的通信波特率默
认值为4800bps，1个起始位，8个数据位，1个停止
位，无奇偶校验位。通常使用NMEA一0183格式输
出，数据代码为ASCII码字符。本模块所使用的GPS
数据主要由帧头、帧尾和帧内数据组成，根据数据帧
的不同，帧头也 ．湘同，主要有”SGPGGA”、”$GPGSA”、
”$GPGSV”以及”$GPRMC”等。这些帧头标识了后续
帧内数据的组成结构，各帧均以回车符和换行符作
为帧尾标识一帧的结束。每一帧数据都有各自不同
的含义，使用时必然了解清楚，本设计用到$GPGGA
★[收稿日期]2011-12—20
[作者筒介]张军涛(1977-)，男，山东平度人，讲师，工程硕士，研究方向：工业自动化。
巨溜国囱 张军涛★张智军——基于单片机的GPs信息显示器设计与实现 第1期
和$GPRMC两个定位数据。以”$GPGGA”帧的结构为
例各字段释义如下：例如从GPS接收机输出语
句：$GPGGA，084720，3203．9527，N，11853．4639，E，
2，o6，1，65．7，M，2．4，M，O，000371中得到的部分信
息为：定位时间为UTC(Universal Time Coordinated．
以
源
加
世界协调时间)时间8：47：20，位置为北纬32度
03．952 7分，东经1 1 8度53．463 9分。
三、采集与显示GPS定位信息的系统设计
(一)系统硬件设计
系统设计的电路原理图如图2。
囝圜固囫 张军涛★张智军——基于单片机的GPs信息显示遂 塞 篁 塑
4．单片机电路设计
采用Atmel公司的AT89S52单片机为控制处
理模块，采用11．0592 MHz的晶振；用P2口为与
LCD12864液晶数据输出端相连，P1．0到P1．2为控制
LCD的使能端。RXD为GPS模块的数据输入端；加入
了单片机按钮复位电路及ISP下载口。P1．3和P1．4为
翻页按键用途。P0口及其他未用到的端口为扩展
口，留作以后使用。
(二)系统软件设计
图3为软件的主程序流程图。系统软件主要由
初始化模块、数据接收处理模块组成。初始化模块
完成开机上电后对单片机、液晶显示器和GPs模块
的初始化工作。对单片机设置串口工作模式、设置
波特率和中断工作模式；对液晶显示器设置开机画
面和显示模式；完成对GPS模块串口的成功通信。
数据接收处理模块负责处理从GPS接收到的数
据。在单片机串口收到信息后，先判别是否为语句
引导头”j5-t，再接收信息内容，通过语句corn—rx—buf
[rx_pointer++]=com_rx_byte；把接收到的数据存入
com _ rx
_ buf~组中，然后根据语句标识区分出信息类
别以对收~IJASC II码进行处理显示。
判断$GPGGA头方法：
if((com_】x_buf=：‘G && (com_rx_buf==，I) ＆&
(com_rx_buf == G，)&& (com_rx_buf == G &&
(com_rx_buf=='A'))；
判断j5GPRMc头的方法：
if((com_rx_buf=='G3&& (com玎【buf==，P &&
(com_rx_buf == R && (com_rx_buf == M &&
(com_rx_buf=='C'))。
若整个数据接收正确，便对数据进行处理；若接
收不正确，则重新进行接收。本设计中，接收时主要
提取并存储以下数据内容：当前日期、时间、定位状
态、纬度、经度、使用卫星、海拔。如图4所示。数据
更新率为每秒一次。系统工作时GPS模块不断得到
新的数据，单片机不短刷新RAM内容，处理完数据
送到液晶显示器进行显示。
图4 数据接受程序流程图
圜l蜀囫 张军涛★张智军——基于单片机的GPs信息显示器设计与实现 第1期
1．时间数据处理
在对GPS接收到的卫星信息进行处理时，碰到
较为麻烦的问题是在对接收到的时间信息进行转
换上。直接从卫星接收到的时间是UTC时间，北京
时间应在UTC时间上加上8小时才是准确的北京
时，在超出24小时时应作减24小时处理。程序
如下： ，
void Cal_
gps_time(void){ ／*1t~间处理$，
unsigned char hh；
unsigned char i,temp_ _buft[1o1；
if(eal data_len(gps_time)!=o)，，如果gps__time数
组接收数据处理
{
hh=(gps_time一"03 10+(gpsjime-'0")；
，滕换成aSC 、
hh+=8； 每时间校正成北京时间
if(hh>=24)，／女Ⅱ果超过24小时，在进行处理
{
hh-=24；
dayflag=1； ，／进行日期JJIll程序设置
l
temp_buf=hh／10+'0 ；
temp_buf=hh％ 1O+"0 ；
temp_buf= ：，；
temp_buf=gps_ time；
temp—buf=gps
_
time；
temp_buf= ：，．
temp_buf=gps_
time；
temp_buff=gps
_
time；
temp_buf=个：
for(i=0；i
基于单片机的GPS信息显示器设计与实现.pdf (283.19 KB, 下载次数: 0)

2014-9-30 06:51 上传

点击文件名下载附件
下载积分: 银子 -10 两