第一章51單片機(jī)概述 ⑻.加入閏秒和UTC（標(biāo)準(zhǔn)世界時(shí)）時(shí)間補(bǔ)償計(jì)算當(dāng)前精確的時(shí)間。

（9）分析可用衛(wèi)星的信息，計(jì)算最佳的DOP(Dilution

of

Precision)，進(jìn)行選星，并計(jì)算和修正GPS接受機(jī)的位置，給出GPS接受機(jī)的三維坐標(biāo)和準(zhǔn)確的時(shí)間信息。2.6GPS定位系統(tǒng)的特點(diǎn)1、定位精度高應(yīng)用實(shí)踐已經(jīng)證明，GPS相對(duì)定位精度在50KM以內(nèi)可達(dá)10-6，100-500KM可達(dá)10-7，1000KM可達(dá)10-9。在300-1500m工程精密定位中，1小時(shí)以上觀測(cè)的解其平面其平面位置誤差小于1mm。2、觀測(cè)時(shí)間短隨著GPS系統(tǒng)的不斷完善，軟件的不斷更新，目前，20KM以內(nèi)相對(duì)靜態(tài)定位，僅需15-20分鐘；快速靜態(tài)相對(duì)定位測(cè)量時(shí)，當(dāng)每個(gè)流動(dòng)站與基準(zhǔn)站相距在15KM以內(nèi)時(shí)，流動(dòng)站觀測(cè)時(shí)間只需1-2分鐘，然后可隨時(shí)定位，每站觀測(cè)只需幾秒鐘。3、測(cè)站間無須通視4、可提供三維坐標(biāo)經(jīng)典大地測(cè)量將平面與高程采用不同方法分別施測(cè)。GPS可同時(shí)精確測(cè)定測(cè)站點(diǎn)的三維坐標(biāo)。目前GPS水準(zhǔn)可滿足四等水準(zhǔn)測(cè)量的精度。5、操作簡便隨著GPS接受機(jī)不斷改善，自動(dòng)化限度越來越高，有的已達(dá)“傻瓜化”的限度；接受機(jī)的體積越來越小，重量越來越輕，極大地減輕測(cè)量工作者的工作緊張限度和勞動(dòng)強(qiáng)度。使野外工作變得輕松快樂。6、全天候作業(yè)目前GPS觀測(cè)可在一天24小時(shí)內(nèi)的任何時(shí)間進(jìn)行,不受陰天黑夜、起霧刮風(fēng)、下雨下雪等氣候的影響。7、功能多、應(yīng)用廣GPS系統(tǒng)不僅可用于測(cè)量、導(dǎo)航，還可用于測(cè)速、測(cè)時(shí)。測(cè)速的精度可達(dá)0。1M/S，測(cè)時(shí)的精度可達(dá)幾十毫微秒。其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。第三章硬件連接電路3.1電路設(shè)計(jì)規(guī)定與目的1、在液晶屏上顯示，接受到的GPS定位信息，只顯示緯度、經(jīng)度、高度、時(shí)間、定位有效信息。2、了解GPS定位原理，學(xué)會(huì)使用GPS接受系統(tǒng)，掌握NMEA-0183數(shù)據(jù)格式。3、掌握8250工作原理及編程控制。4、掌握液晶顯示模塊與單片機(jī)接口及編程方法3.2電路設(shè)計(jì)原理GPS模塊接受衛(wèi)星的多顆衛(wèi)星的定位信息，進(jìn)行解決后按一定的格式輸出串行數(shù)據(jù)，8050實(shí)現(xiàn)串并轉(zhuǎn)換，通過總線與單片機(jī)通信。GPS接受模塊默認(rèn)設(shè)立輸出為：（參照GPS接受模塊文檔）$PFST，NMEA，E003，4800<CR><LF>在實(shí)驗(yàn)中需設(shè)立輸出為：$PFST，NMEA，2023<CR><LF>，即只輸出$GPGGA格式，格式為：$GPGGA,hhmmss.dd,xxmm.dddd,<N/S>,yyymm.ddd,<E/W>，v，ss，d.d，h，h，M,g，g，M，a.a，xxxx*hh<CR><LF>hhmmss.dd世界協(xié)調(diào)時(shí)（UTC）hh：時(shí)；mm：分；ss：秒；dd：秒（小數(shù)部分）xxmm.dddd緯度xx：度；xm：分；dddd：十進(jìn)制分（小數(shù)部分）<N/S>北緯N/南緯Syyymm.dddd經(jīng)度yyy：度；mm：分；dddd：十進(jìn)制分（小數(shù)部分）<E/W>東經(jīng)E/西經(jīng)WV定位指示0：未定位1：GPS定位SS使用到的衛(wèi)星數(shù)量：0~12顆d.dHDOP水平方向定位精度閥值h.h天線高度（相對(duì)于海平面）MNULLg.gNULLMNULLa.aNULLxxxxNULL*hhhh：校驗(yàn)和從GPGGA輸出信息中提取實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)，顯示在液晶屏上。3.3GPS與單片機(jī)、LCD的電路連接1電路連接原理框圖2.實(shí)物連接圖第四章軟件設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)工作流程系統(tǒng)的軟件工作流程是：開機(jī)上電后初始化，然后單片機(jī)開始接受GPS模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)，并判斷數(shù)據(jù)是否有效，若數(shù)據(jù)有效則顯示所需的信息，數(shù)據(jù)無效則等待直至收到有效數(shù)據(jù)。在等待過程中，單片機(jī)響應(yīng)鍵盤輸入的信息，但鍵盤輸入不是必須的。系統(tǒng)圖如圖所示：系統(tǒng)軟件由以下模塊組成：初始化模塊、數(shù)據(jù)解決模塊和人機(jī)對(duì)話模塊。初始化模塊完畢開機(jī)上電后對(duì)單片機(jī)和液晶顯示器初始化。對(duì)單片機(jī)設(shè)立串口工作模式和中斷工作模式；對(duì)液晶顯示器設(shè)立開機(jī)畫面和顯示模式。數(shù)據(jù)解決模塊重要是從GPS模塊接受數(shù)據(jù)，判斷數(shù)據(jù)的有效性，對(duì)有效數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的格式解決，然后等待送液晶顯示器顯示。數(shù)據(jù)解決模塊的工作從開機(jī)上電開始一直連續(xù)不斷的進(jìn)行，直到關(guān)機(jī)為止。人機(jī)對(duì)話模塊重要是相應(yīng)的顯示器顯示。該部分完畢從單片機(jī)讀數(shù)據(jù)到液晶顯示器和從液晶顯示器讀數(shù)據(jù)到單片機(jī)的雙向傳輸工作。4.2軟件的設(shè)計(jì)4.2.1程序框圖 接受接受GPS模塊數(shù)據(jù)設(shè)立GPS模塊輸出格式初始化8250，8255開始數(shù)據(jù)為“$”顯示緯度、經(jīng)度、高度、時(shí)間、定位有效值LCD清屏數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到外部RAM接受GPS模塊數(shù)據(jù)接受結(jié)束？設(shè)立GPS模塊輸出格式LCD顯示各行數(shù)據(jù)名稱查詢外部RAMYNYN4.2.2實(shí)驗(yàn)連線8250的片選CS50與CS1相連，或把CS50的跳線帽短接CS1端；8255的片選CS8255與CS0相連；PA0~PA7分別與DB0~DB7相連；PC0與REQ相連；PC7與BUSY相連。4.2.3運(yùn)營實(shí)驗(yàn)程序GPS.ASM參考程序如下：PAEQU0CFA0HPBEQU0CFA1HPCCEQU0CFA2HPCTLEQU0CFA3HSTOBE0EQU70H;PC0復(fù)位控制字STOBE1EQU71H;PC0置位控制字CSEGAT0000H LJMPSTART CSEGAT4100H;START:MOVDPTR,#PCTLMOVA,#88HMOVX@DPTR,A;置PA口輸出,PC口高4位輸入,低4位輸出MOVDPTR,#PCTLMOVA,#STOBE0MOVX@DPTR,A MOVA,#0F4H ACALLSUB2 ACALLDELAY;清屏START1:MOVR0,#01H MOVR1,#3CHHE1:MOVDPTR,#PCCMOVXA,@DPTRJBACC.7,HE1ACALLSUB1 ACALLSUB2 DJNZR1,HE1ACALLDELAYACALLDELAY ACALLDELAYLJMPSTART1;DELAY: MOVR2,#23HDEL0:MOVR4,#06FHDEL1:MOVR6,#06FHDEL2:DJNZR6,DEL2 DJNZR4,DEL1 DJNZR2,DEL0 RET;SUB2:MOVDPTR,#PAMOVX@DPTR,AMOVDPTR,#PCTLMOVA,#STOBE1MOVX@DPTR,AINCR0HE2:MOVDPTR,#PCCMOVXA,@DPTR JNBACC.7,HE2 MOVDPTR,#PCTLMOVA,#STOBE0MOVX@DPTR,A RET;SUB1:MOVA,R0 ;顯示“北京理工達(dá)盛科技有限公司” MOVCA,@A+PC RET DB0F0H,01D,00D,17D,17D,0F0H,02D,00D,30D,09D DB0F0H,03D,00D,32D,77D,0F0H,04D,00D,25D,04D DB0F0H,05D,00D,20D,79D,0F0H,06D,00D,42D,02D DB0F0H,01D,01D,31D,38D,0F0H,02D,01D,28D,28D DB0F0H,03D,01D,51D,48D,0F0H,04D,01D,47D,62D DB0F0H,05D,01D,25D,11D,0F0H,06D,01D,43D,30D END4.3數(shù)據(jù)顯示與分析4.3.1數(shù)據(jù)顯示液晶屏分四行顯示：第一行緯度：LAT（緯度的縮寫）：+緯度值+N/S第二行經(jīng)度：LONG（經(jīng)度的縮寫）：+經(jīng)度值+E/W第三行高度：HIGH：高度值+高度單位M+定位有效A：0/1（1時(shí)有效）第四行時(shí)間：TIME：時(shí)分秒.秒的小數(shù)兩位（國際時(shí)間）實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示如下：4.3.2數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)分析電腦端數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)圖如下所示由圖可以看出GPS接受到的數(shù)據(jù)在不斷的變化更新。第五章實(shí)驗(yàn)總結(jié)本次實(shí)訓(xùn)時(shí)間雖然短暫，但從這短暫的時(shí)間里我們卻收獲不少。通過我們自己的動(dòng)手操作、對(duì)問題的思考、對(duì)程序的調(diào)試與分析，加深了我們對(duì)單片機(jī)知識(shí)的掌握，和對(duì)匯編語言的理解。從本次的設(shè)計(jì)課題“基于51單片機(jī)的GPS定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)”，可以看出這次實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容重要是用51單片機(jī)去設(shè)計(jì)GPS定位系統(tǒng)。剛開始的時(shí)候我們認(rèn)為本次單片機(jī)實(shí)訓(xùn)像之前的實(shí)訓(xùn)同樣，簡樸的編寫一下程序然后調(diào)試，以加深我們對(duì)單片機(jī)程序的理解。但當(dāng)我們真正開始實(shí)訓(xùn)的時(shí)候，我們才發(fā)現(xiàn)小小GPS定位系統(tǒng)的復(fù)雜與強(qiáng)大，里面蘊(yùn)含的知識(shí)之多。但這也恰恰也激起了我們對(duì)它的愛好。想要努力做好的欲望。通過對(duì)單片機(jī)的編程與調(diào)試，讓GPS所接受到的位置信息在LCD液晶顯示屏上顯示出來，有“LAT（緯度）”、“LONG（經(jīng)度）”、“HIGH（高度）”、“TIME（時(shí)間）”等參數(shù)信息。通過移動(dòng)天線，來觀測(cè)LCD液晶顯示器上的數(shù)據(jù)是變化，以體驗(yàn)GPS系統(tǒng)的強(qiáng)大與精密。本次的“基于51單片機(jī)的GPS定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)”實(shí)訓(xùn)，讓我們更清楚的了解到GPS與單片機(jī)之間，單片機(jī)與LCD液晶顯示器之間的通信原理，以及單片機(jī)、GPS全球定位系統(tǒng)、LCD液晶顯示器的工作原理。并了解到單片機(jī)CPU事實(shí)上是先通過8255可編程芯片，最后再到LCD液晶顯示器。總的