1、 大學生創新訓練計劃項目結題驗收材料項目名稱基于單片機車載GPS車況定位顯示系統的研究與設計項目負責人李子健 所學專業電子信息工程所在學院物聯網工程學院電話(手機)電子信箱項目起止年月2013年10月2014年9月第一指導教師李英專業技術職務副教授/研究生電話(手機)電子信箱結題日期2014-10-08江 南 大 學 教 務 處 制目 錄1大學生創新訓練計劃項目結題驗收表. .2大學生創新訓練計劃項目總結報告. . . . . .3大學生創新訓練計劃項目成果精粹. .4大學生創新訓練計劃項目成果佐證材料. .江南大學大學生創新訓練計劃項目結題驗收表學院名稱：物聯網工程學院 填寫日期：2014年

2、 09月項目名稱基于單片機車載GPS車況定位顯示系統的研究與設計項目編號項目組成員姓名學號承擔工作量（）本人簽字備注負責人李子健070311012120李子健成員1梁凱偉070311012220梁凱偉成員2程微微070311011920程微微成員3洪冬梅070311012020洪冬梅成員4蔣娜070311012120蔣娜指導教師姓名年齡職稱聯系電話（手機）指導教師1李英58副教授指導教師21、 研究成果簡介 GPS模塊中選用M-87GPS，將其裝置到車輛上，并通過衛星定位獲取該車輛具體位置。通過DF接收和發射無線通信模塊，傳遞GPS獲得的兩車之間的車距，車速等信息。經過數據分析，在LCD顯示模

3、塊中顯示周圍車輛位置關系及其車速信息， 最終研制基于單片機的車載GPS系統定位顯示系統1套。2、 成果特色及創新點：特色：造價成本低、系統穩定且精度高，傳輸性能好創新點：1、GPS選用M-87型號 2、系統基于單片機穩定性更高 3、DF接收發生模塊傳輸性能穩定三、成果形式及數量：文獻綜述 份； 專利 個；調研報告 份； 軟件 件；設計作品 份； 圖紙 套；實驗記錄 份； 論文 篇；制作實物 件： 課件 件；心得體會 份； 其它 。四、指導教師意見： 簽名：2014年09月 日五、驗收專家組意見：1、專家組意見：2、專家組建議： 推薦參加競賽； 希望進一步產品化； 申請專利； 發表論文； 推薦參

4、加成果展示專家組成員簽字：2014年10月08日六、學院意見：驗收結論：通過 不通 負責人簽字：毛力 學院蓋章 2014年10月08日七、學校意見： 負責人（簽名）： 蓋章： 年 月 日大學生創新訓練計劃 基于單片機車載GPS車況定位顯示系統的研究與設計總結報告江 南 大 學二一四 年 十 月1、項目的立項依據（包括項目的研究意義、應用價值、國內外研究現狀分析，并附主要參考文獻目錄）研究意義及應用價值：受建筑物拐角視覺盲點及惡劣天氣等原因影響，汽車在行駛過程中，常常因不能得知其他車輛的位置信息而發生交通事故。為改善這一現狀，我們團隊擬研究基于單片機的車載GPS車況定位顯示系統。國內外研究現狀分

5、析： 目前的定位系統主要應用的是車載GPS定位，駕駛員能夠通過車載GPS了解車輛位置、車輛行使方向、車速及所處海拔高度等信息，除此之外， GPS導航儀還提供全程語音提示，駕車者無須觀察顯示界面就能夠完成導航的全過程，使行車更加安全舒適。但是，目前的GPS定位系統仍然存在一定的局限性，它無法監測到其他車輛信息，也就無法實時檢測到行駛車輛之間的距離，避免追尾事故的發生。而且國內外的車距檢測系統也并不完善，技術尚未成熟，有待開發。2、 研究內容、研究目標及擬解決的關鍵問題研究內容：研制基于單片機的車載GPS系統定位顯示系統1套。研究目標：1) 定車行程跟蹤：對事先確定好的特定車輛進行行程跟蹤。在實際

6、的業務中，用戶根據自己的需要，通過選擇特定的車輛車牌號，系統能夠根據用戶指定的車牌號，把車輛當前所在的地理位置以地圖形式顯示出來，同時顯示行駛速度、方向、以及終端運行信息，而不是GPS返回來的經度和緯度等數字信息。2) 定點車輛跟蹤：通過鼠標選定某一地理區域，系統顯示出在該地點區域內的車輛分布情況，用戶可有選擇的查看車輛的具體位置信息。3) 目標鎖定跟蹤：在多目標監控狀態下，監控窗口可以指定一個目標為鎖定跟蹤目標（主控車輛）。當鎖定目標運動出當前監控窗口地圖顯示區域時，系統通過地圖滾動使鎖定目標保持在窗口視野中。4) 車輛顯示狀態控制：在跟蹤車輛的操作過程中，用戶有時并不希望在地圖上顯示所有的

7、車輛，也就是說用戶可以通過某種手段控制車輛的顯示狀態。車輛顯示狀態控制功能就是相當于一個顯示狀態控制開關。擬解決的關鍵問題：1) 實時監控功能使車輛的狀況（位置、附近建筑、行駛方向、行駛速度、車輛工作狀態等）一目了然。 2) 電子柵欄功能使車輛在規定好的區域內行駛，超出區域自動報警，防止車輛被騙去出售。 3) 軌跡回放功能輕松追回車輛。 4) 保障你車輛的安全。3、擬采取的研究方法及可行性分析1) GPS模塊：裝置到車輛上的小型裝置，是GPS車載單元的一部分，用來排匯衛星所傳遞的信息，GPS的空間部分是由24顆GPS工作衛星所組成，這些GPS工作衛星共同組成了GPS衛星星座，其中21顆為可用于

8、導航的衛星，3顆為活動的備用衛星。這24顆衛星分布在6個傾角為55°的軌道上繞地球運行。衛星的運行周期約為12恒星時。每顆GPS工作衛星都發出用于導航定位的信號。GPS用戶正是利用這些信號來進行工作的。2) 無線通信模塊：a) DF數據發射模塊：DF數據發射模塊的工作頻率為315M，采用聲表諧振器SAW穩頻，頻率穩定 度極高， DF發射模塊未設編碼集成電路，而增加了一只數據調制三極管Q1,這種結構使得它可以方便地和其它固定編碼電路、滾動碼電路及單片機接口。比如用PT2262等編碼集成電路配接時，直接將它們的數據輸出端第17腳接至DF數據模塊的輸入端即可。DF數據模塊具有較寬的工作電壓

9、范圍312V，當發射電壓為12V時，空曠地傳輸距離700800米。但是一般實用距離只有標稱距離的20甚至更少，這點需要在開發時注意考慮。b) DF數據接收模塊：DF接收模塊的工作電壓為5伏，靜態電流4毫安，接收靈敏度為105dbm，接收天線最好為2530厘米的導線，。該接收模塊的天線輸入端有選頻電路且抗干擾能力較強、輻射極小。在使用該模塊時，如果利用單片機的軟件解碼可以省略解碼芯片，使系統的硬件得以簡化，但是要考慮單片機的時鐘頻率的倍頻會對接收模塊的干擾，比如單片機應離開接收模塊，降低單片機的工作頻率，中間加入屏蔽等，更應該避免共用一條地線。另外，該接收模塊工作時一般輸出的是高電平脈沖，不是直

10、流電平，所以不能用萬用表測試，調試時可用一個發光二極管串接一個3K的電阻監測DF模塊的輸出狀態。3、顯示模塊：用來顯示位置路況等視頻圖象信息。我們選用LCD顯示器，其優點為：機身薄，節省空間；省電，不產生高溫；低輻射，益健康；畫面柔和不傷眼4、項目特色與創新點特色：造價成本低、系統穩定且精度高，傳輸性能好創新點：1、GPS選用M-87型號 2、系統基于單片機穩定性更高 3、DF接收發生模塊傳輸性能穩定大學生創新訓練計劃基于單片機車載GPS車況定位顯示系統的研究與設計成 果 精 粹江 南 大 學二一四 年 十 月1.1.1 GPS定義利用GPS定位衛星，在全球范圍內實時進行定位、導航的系統，稱為

11、全球衛星定位系統，簡稱GPS。GPS的空間部分是由24顆衛星組成（21顆工作衛星；3顆備用衛星），它位于距地表20200km的上空，均勻分布在6個軌道面上（每個軌道面4顆），軌道傾角為55°。衛星的分布使得在全球任何地方、任何時間都可觀測到4顆以上的衛星，并能在衛星中預存導航信息，GPS的衛星因為大氣摩擦等問題；隨著時間的推移，導航精度會逐漸降低。圖1.1 GPS衛星空間分布示意圖1.1.2 GPS定位基本原理GPS定位的基本原理是根據高速運動的衛星瞬間位置作為已知的起算數據，采用空間距離后方交會的方法，確定待測點的位置。如圖所示，假設t時刻在地面待測點上安置GPS接收機，可以測定G

12、PS信號到達接收機的時間t，再加上接收機所接收到的衛星星歷等其它數據。1.1.3 GPS特點（1）全球全天候定位 GPS衛星的數目較多，且分布均勻，保證了地球上任何地方任何時間至少可以同時觀測到4顆GPS衛星，確保實現全球全天候連續的導航定位服務（除打雷閃電不宜觀測外）。 （2）定位精度高 應用實踐已經證明，GPS相對定位精度在50km以內可達10-6m，100-500km可達10-7m，1000km可達10-9m。在300-1500m工程精密定位中，1小時以上觀測時解其平面位置誤差小于1mm，與ME-5000電磁波測距儀測定的邊長比較，其邊長較差最大為0.5mm，校差中誤差為0.3mm。 實

13、時單點定位(用于導航)：P碼12m ；C/A碼510m。 靜態相對定位：50km之內誤差為幾mm+(12ppm*D)；50km以上可達0.10.01ppm。 實時偽距差分(RTD)：精度達分米級。 實時相位差分(RTK)：精度達12cm。 （3）觀測時間短 隨著GPS系統的不斷完善，軟件的不斷更新，目前，20km以內相對靜態定位，僅需15-20分鐘；快速靜態相對定位測量時，當每個流動站與基準站相距在15KM以內時，流動站觀測時間只需1-2分鐘；采取實時動態定位模式時，每站觀測僅需幾秒鐘。 因而使用GPS技術建立控制網，可以大大提高作業效率。 （4）測站間無需通視 GPS測量只要求測站上空開闊，

14、不要求測站之間互相通視，因而不再需要建造覘標。這一優點既可大大減少測量工作的經費和時間（一般造標費用約占總經費的30%50%），同時也使選點工作變得非常靈活，也可省去經典測量中的傳算點、過渡點的測量工作。 （5）儀器操作簡便 隨著GPS接收機的不斷改進，GPS測量的自動化程度越來越高，有的已趨于“傻瓜化”。在觀測中測量員只需安置儀器，連接電纜線，量取天線高，監視儀器的工作狀態，而其它觀測工作，如衛星的捕獲，跟蹤觀測和記錄等均由儀器自動完成。結束測量時，僅需關閉電源，收好接收機，便完成了野外數據采集任務。 如果在一個測站上需作長時間的連續觀測，還可以通過數據通訊方式，將所采集的數據傳送到數據處理

15、中心，實現全自動化的數據采集與處理。另外，現在的接收機體積也越來越小，相應的重量也越來越輕，極大地減輕了測量工作者的勞動強度。 （6）可提供全球統一的三維地心坐標 GPS測量可同時精確測定測站平面位置和大地高程。目前GPS水準可滿足四等水準測量的精度，另外，GPS定位是在全球統一WGS-84坐標系統中計算的，因此全球不同地點的測量成果是相互關聯的。 （7）應用廣泛1.2 HULUX M-87簡介1.2.1 HULUX M-87 參數（1）GPS芯片是MTK，系統內存是4MB；（2）模塊靈敏度：159dBm，衛星通道：32通道，定位精度：<3m； （3）啟動時間：冷啟動：36秒，熱啟動：1

16、秒，暖啟動：33秒糾錯，定位時間：1秒；（4）其他參數：精巧的外形設計，易于內嵌在GPS服務的PDA，PND，行動電話，可攜式裝置中，快速位置修正，低耗電，可使用RTCM-in，內建WAAS，EGNOS，MSAS解調器，支援NMEA0183 V 3.01數據通訊協定，定位服務的即時導航，適用于汽車導航，船只導航，艦隊管理，AVL和定位服務，自動導航，個人導航或旅游裝置，追蹤裝置，系統和地圖裝置應用。1.2.2 通信處理接收代碼只負責從串口接收數據并將其放置于緩存，這些信息必須通過程序分解處理，才能提取出有用的定位信息數據。對GPS進行信息提取必須首先了解信息的數據格式，GPS接收機使用的是NM

17、EA-0183的傳輸協議，NMEA-0183 的信息格式一般如下所示：$BBBBB,df1,df2,.CRLF所有的信息由$開始，以換行結束，緊跟著$后的5個字符解釋了信息的基本類型，多重的信息之間用逗號隔開。不需要了解NMEA-0183通訊協議的全部信息，僅需要從中挑選出所需要的那部分定位數據，最常見的幾種類型為：GPGGA（GPS 定位數據）、GPGLL（地址位置和經緯度）、GPZDA（日期和時間）、GPVTG （方位角對地速度）、GPRMC（GPS 推薦的最短數據，有經緯度、日期和時間、天線移動速度）等。對于通常的情況，定位數據如經緯度、速度、時間等均可以從“$GPRMC”幀中獲取得到，

18、該幀的結構及各字段釋義如下：$GPRMC,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,A*66其中各參數的意義如下:$GPRMC,024813.640,A,3158.4608,N,11848.3737,E,10.05,324.27,150706,A*50字段0：$GPRMC，語句ID，表明該語句為Recommended Minimum Specific GPS/TRANSIT Data（RMC）推薦最小定位信息字段1：UTC時間，hhmmss.sss格式字段2：狀態，A=定位，V=未定位字段3：緯度ddmm.mmmm，度分格式（前導位數不足則補0）字段4：緯度N（北緯）或S（南緯）字段5：

19、經度dddmm.mmmm，度分格式（前導位數不足則補0）字段6：經度E（東經）或W（西經）字段7：速度，節，Knots字段8：方位角，度字段9：UTC日期，DDMMYY格式字段10：磁偏角，（000-180）度（前導位數不足則補0）字段11：磁偏角方向，E=東W=西1.2.3 M-87協議 M-87接口協議是以美國國家海洋電子協會（NMEA-The National Marine Electronics Association）制定的NMEA-0183 2.0版協議為依據的。NMEA-0183數據格式設置為 1個起始位,8個數據位 ,1個停止位,無奇偶校驗,波特率默認為4800。NMEA-01

20、83輸出數據為ASCII碼,常用語句包括 GPGGA、GPGLL、GPGSA、GPRMC等 ,其內容主要有經度、緯度、高度、速度、時間等。根據所需數據的需要,只選用GPGGA、GPGSV、GPRMC語句。1$GPGAA-GPS定位信息例：$GPGGA,092204.999,4250.5589,S,14718.5084,E,1,04,24.4,19.7,M,0000*1F它的起始引導符及語句格式說明(只列出了系統關心的一些參數) ：字段2：緯度ddmm.mmmm，度分格式（前導位數不足則補0）字段3：緯度N（北緯）或S（南緯）字段4：經度dddmm.mmmm，度分格式（前導位數不足則補0）字段5

21、：經度E（東經）或W（西經）字段6：GPS狀態，0=未定位，1=非差分定位，2=差分定位，3=無效PPS，6=正在估算字段7：正在使用的衛星數量（00-12）（前導位數不足則補0）字段9：海拔高度（）2GPGSV可見衛星信息例：$GPGSV,3,1,10,20,78,331,45,01,59,235,47,22,41,069,13,32,252,45*70它的起始引導符及語句格式說明(只列出了系統關心的一些參數) ：字段3：當前可見衛星總數（00-12）（前導位數不足則補0）3$GPRMC-推薦定位信息 例：$GPRMC,024813.640,A,3158.4608,N,11848.3737,

22、E,10.05,324.27,150706,A*50 它的起始引導符及語句格式說明(只列出了系統關心的一些參數)：字段1：UTC時間，hhmmss.sss格式字段7：速度，節，Knots或Km/h字段8：方位角，度字段12：校驗值校驗值表示校驗和在處理緩存數據時一般是通過搜尋“$GPRMC”來判斷是否是一幀數據的幀頭，在對幀頭的類別進行識別后再通過對逗號個數的計數來判斷出當前正在處理的是哪一種參數，并作出相應的處理。如需要從其他類型幀獲取數據，處理方法是完全類似。下面對緩存SBUF中的數據進行解幀處理的主要代碼，本文只提取時間、經度、緯度，分別保存在unsigned char idata型變量

23、gps_time1、gps_longitude和gps_latitude中。第2章 硬件電路設計2.1 設計方案的選擇2.1.1 方案一系統由GPS-OEM板、電平轉換電路(MAX232)、控制電路(8051單片機) 、顯示部分(SED1335 彩色液晶顯示器)組成。但在和單片機進行串行通信時由于電平不同，必須附加電平轉換電路(MAX232) 而且價格比較昂貴。單片機采用8051，功能全面，但其內部ROM一般是掩膜ROM，不可更新改寫。SED1335彩色液晶顯示器其有效顯示點陣320×240 ,顯示顏色為4色，但根據我們設計要求，單色顯示完全可以。故不采用。 方案二系統由SMG128

24、64G2-ZK標準中文字符型液晶顯示模塊(LCM)，采用點陣型液晶顯示器(LCD)，可顯示128×64點陣或8個×4行漢字，點尺寸為0.48×0.48(W×H)mm，內置ST7920接口型液晶顯示控制器，內帶GB2312碼簡體中文字庫（16×16點陣），可與MCU單片機直接連接，具有8位并行及串行的連接方式，廣泛應用于各類儀器儀表及電子設備。模塊(M-87)、控制電路(AT89C51單片機) 、顯示部分(12864液晶顯示器)組成。HOLUX M-87是一個高性能，低功耗，小型的并且很容易聯合的GPS模塊。該芯片每次將跟蹤12枚衛星，應用廣泛。

25、而且不用附加電平轉換電路，可以直接與單片機進行串行通信。單片機采用AT89C51，其功能完全可以滿足設計要求，而且相對于8051，其內部ROM是FLASH-ROM，可多次更新改寫，價格也便宜。12864字符型液晶模塊SMG12864G2-ZK標準中文字符型液晶顯示模塊(LCM)，采用點陣型液晶顯示器(LCD)，可顯示128X64點陣或8個×4行漢字，點尺寸為0.48×0.48(W×H)mm，內置ST7920接口型液晶顯示控制器，內帶GB2312碼簡體中文字庫（16×16點陣），可與MCU單片機直接連接，具有8位并行及串行的連接方式，廣泛應用于各類儀器儀表

26、及電子設備。可以看出方案二更加實用，根據現實生活的需要,設計采用此方案。2.2 AT89C512.2.1 AT89C51簡介AT89C51是一種帶4K字節FLASH存儲器（FPEROM-Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。AT89C51是一種帶2K字節閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，

27、ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C51是它的一種精簡版本。AT89C51單片機為很多嵌入式控制系統提供了一種靈活性高且價廉的方案。AT89C51主要特性: ·與MCS-51 兼容 ·4K字節可編程FLASH存儲器 ·壽命：1000寫/擦循環 ·數據保留時間：10年 ·全靜態工作：0Hz-24MHz ·三級程序存儲器鎖定 ·128×8位內部RAM ·32可編程I/O線 ·兩個16位定時器/計數器 ·5個中斷源 ·可編程串行通道 ·低功耗的閑置和掉

28、電模式 ·片內振蕩器和時鐘電路 特性概述:AT89C51提供以下標準功能：4k字節Flash閃速存儲器，128字節內部RAM，32 個I/O口線，兩個16位定時/計數器，一個5向量兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口，片內振蕩器及時鐘電路。同時，AT89C51可降至0Hz的靜態邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節電工作模式。空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時/計數器，串行通信口及中斷系統繼續工作。掉電方式保存RAM中的內容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復位。2.2.2 管腳說明 圖2-1 AT89C51引腳圖石英晶體振蕩器是高精度和高穩定度的振蕩器，被廣泛

29、應用于單片機、計算機、遙控器等各類振蕩電路中，以及通信系統中用于頻率發生器、為數據處理設備產生時鐘信號和為特定系統提供基準信號。如圖2-2所示。圖2-2 石英晶體振蕩器在振蕩頻率上，閉合回路的相移為2n；當開始加電時，電路中唯一的信號是噪聲。滿足振蕩相位條件的頻率噪聲分量以增大的幅度在回路中傳輸，增大的速率由附加分量，即小信號，回路益增和晶體網絡的帶寬決定；幅度繼續增大，直到放大器增益因有源器件（自限幅）的非線性而減小或者由于某一自動電平控制而被減小在穩定狀態下，閉合回路的增益為1。石英英諧振器按引出電極情況來分有雙電極型、三電極型和雙對電極型幾種。2.2.3 AT89C51芯片擦除整個PER

30、OM陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節被重復編程以前，該操作必須被執行。 此外，AT89C51設有穩態邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時器，計數器，串口和中斷系統仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內容并且凍結振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復位為止。 2.3 單片機與GPS接口電路2.3.1單片機與GPS的接口電路如圖2-3所示圖2-3單片機和GPS接收機的接口電路2.3.2 GPS模塊管

31、腳說明表2-1 管腳說明管腳管腳名稱功能描述1VCC-5V+3.55.5Vdc電量輸入2TXA串行數據輸出端口A （CMOS 3V：Voh 2.4V Vol 0.4V Ioh=Iol=2mA）3RXA串行數據輸入端A (CMOS 3V： Vih0.7*VCC Vil0.3*VCC)4RXB串行數據輸入端B (CMOS 3V： Vih0.7*VCC Vil0.3*VCC)5GND接地6時鐘/復位時鐘 ：1PPS時鐘信號輸出(Vil0.2V脈沖寬度10ms)。 復位： 復位輸入2.4 LCD液晶顯示器2.4.1 LCD12864概述帶中文字庫的128×64是一種具有4位/8位并行、2線或

32、3線串行多種接口方式，內部含有國標一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為128×64, 內置8192個16*16點漢字，和128個16*8點ASCII字符集.利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構成全中文人機交互圖形界面。可以顯示8×4行16×16點陣的漢字. 也可完成圖形顯示.低電壓低功耗是其又一顯著特點。由該模塊構成的液晶顯示方案與同類型的圖形點陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結構或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價格也略低于相同點陣的圖形液晶模塊。基本特性（1）低電源電壓：（VDD:+3.0-+5.5V）。（2）顯示分辨率

33、：128×64點。（3）內置漢字字庫，提供8192個16×16點陣漢字(簡繁體可選)。（4）內置128個16×8點陣字符。（5）2MHZ時鐘頻率。（6）顯示方式：STN、半透、正顯。（7）驅動方式：1/32DUTY，1/5BIAS。（8）視角方向：6點。（9）背光方式：側部高亮白色LED，功耗僅為普通LED的1/5-1/10。（10）通訊方式：串行、并口可選。（11）內置DC-DC轉換電路，無需外加負壓。（12）無需片選信號，簡化軟件設計。（13）工作溫度:0-+55 ；存儲溫度:-20-+60。2.4.3模塊接口說明表2-2 LCD12864管腳說明管腳號管腳名

34、稱電平管腳功能描述1VSS0V電源地2VCC3.0+5V電源正3V0-對比度（亮度）調整4RS(CS）H/LRS=“H”,表示DB7-DB0為顯示數據RS=“L”,表示DB7-DB0為顯示指令數據5R/W(SID)H/LR/W=“H”,E=“H”,數據被讀到DB7-DB0R/W=“L”,E=“HL”, DB7-DB0的數據被寫到IR或DR6E(SCLK)H/L使能信號7DB0H/L三態數據線8DB1H/L三態數據線9DB2H/L三態數據線10DB3H/L三態數據線11DB4H/L三態數據線12DB5H/L三態數據線13DB6H/L三態數據線14DB7H/L三態數據線15PSBH/LH：8位或4

35、位并口方式，L：串口方式（見注釋1）16NC-空腳17/RESETH/L復位端，低電平有效（見注釋2）18VOUT-LCD驅動電壓輸出端19AVDD背光源正端（+5V）（見注釋3）20KVSS背光源負端（見注釋3）*注釋1：如在實際應用中僅使用串口通訊模式，可將PSB接固定低電平，也可以將模塊上的J8和“GND”用焊錫短接。*注釋2：模塊內部接有上電復位電路，因此在不需要經常復位的場合可將該端懸空。*注釋3：如背光和模塊共用一個電源，可以將模塊上的JA、JK用焊錫短接。LCD12864與單片機的接線原理圖如圖2-4所示：圖2-4 LCD12864與單片機的接線原理圖2.5 電源部分本電路使用集

36、成穩壓芯片7805，它可以把頻率為50Hz、有效值為220V的單相交流電壓轉換為幅值穩定的5V直流電壓。其主要原理是把單相交流經過電源變壓器、整流電路、濾波電路、穩壓電路轉換成穩定的直流電壓。1為輸入，2為接地，3為輸出；如圖2-5所示：圖2-5 MC7805原理圖第3章 系統軟件設計3.1系統軟件概述圖3-1 系統程序流程圖圖3-1為GPS全球定位系統的主程序流程圖。系統軟件主要由初始化模塊、數據接收處理模塊組成。3.2軟件程序的編寫3.2.1 初始化模塊初始化模塊完成開機上電后對單片機、液晶顯示器和GPS 模塊的初始化工作。對單片機設置串口工作模式、設置波特率和中斷工作模式；對液晶顯示器設

37、置開機畫面和顯示模式；完成對GPS 模塊串口的成功通信。3.2.2 數據接收處理模塊數據接收處理模塊負責處理從GPS接收到的數據。在單片機串口收到信息后，先判別是否為語句引導頭“$”，再接收信息內容，然后根據語句標識區分出信息類別以對收到ASC碼進行處理顯示。若整個數據接收正確，便對數據進行處理；若接收不正確，則重新進行接收。本設計中，接收時主要提取并存儲以下數據內容：當前日期、時間、定位狀態、緯度、經度。如圖4所示。特別注意的是GPS發送的時間是世界統一時，與我國的時區相差八個小時，所以還要將時間作轉換。北京時間應在UTC時間上加上8小時才是準確的北京時，在超出24小時時應作減24小時處理。

38、轉換時間要考慮到年月日的變更。數據更新率為每秒一次。系統工作時GPS模塊不斷得到新的數據，單片機不斷刷新RAM，處理完后的數據送液晶顯示器顯示。數據接收處理程序流程圖如下面圖3-2所示。圖3-2 數據接收處理程序流程圖第4章 系統調試4.1 硬件調試按照電路原理圖對器件進行連接，各個管腳要相互對應，在沒通電之前，先用萬用表檢查線路的正確性，并核對元器件的型號、規格是否符合要求。并特別注意電源的正負極以及電源之間是否有短路，并重點檢查地址總線，數據總線，控制總線是否存在相互間的短路或其他信號線的短路。通電后檢查引腳的電位，仔細測量各點電位是否正常，尤其應注意單片機的插座上各點電位，若有高壓，將有

39、可能損壞單片機仿真器。在斷電情況下，用仿真插頭將所連接電路與單片機仿真器的仿真接口相連，為軟件調試做好準備。4.2 軟件調試在對GPS接收到的衛星信息進行處理時，碰到較為麻煩的問題是在對接收到的時間信息進行轉換上。直接從衛星接收到的時間是UTC時間，北京時間應在UTC時間上加上8小時才是準確的北京時，在超出24小時時應作減24小時處理。 剛開始將對時間轉換的算法放在主函數中處理，程序如下： if(g_Ptr = 2) /接收到正確的數據幀 i = g_DisTime0-'0' ;/提取時間的小時位高位并轉換碼型 j = g_DisTime1 -'0'/提取時間的

40、小時位低位并轉換碼型 j = i*10 + j+ 8; /在UTC時間上加上8個小時 if (j >= 24) /判斷得到的時間是否超過24小時，超出變作減24處理 j - = 24; g_DisTime0 = j/10+'0' /將北京時間高一位作碼型變換并賦予高一位顯示 g_DisTime1 = j%10 +'0'/將北京時間高二位作碼型變換并賦予高二位顯示 在調試中出現一個奇怪的問題，在作了以上的處理后時間的小時位數據并不完全正確，高位顯示的與北京時間相同，但低位卻與UTC時間相同。在做了各種嘗試（如在UTC時間上做加9處理、直接給六位時間g_Dis

41、Time5賦值等）后總結出這樣一個問題，以上的算法處理只對六位數據位的高一位處理有效，低五位的顯示始終都是正確UTC時間。經過分析，初步認定上面的程序并沒有被完全的執行。因GPS接收模塊源源不斷的傳送數據給單片機處理，在運行過程中定位信息大約每秒鐘更新一次，在主函數中對收到的時間進行處理時有可能會出現還沒來得及處理完畢時便接收到下一幀數據，故時間的處理就可能會有只對高一位處理完成而沒完成處理好低五位時又進入了串行口中斷，那么液晶顯示的結果就是經過處理的高一位(北京時間)和未經處理的低五位(UTC時間)。考慮到以上原因，將原放在主函數的時間轉換處理程序放置在到中斷時一收到UTC時間就對其進行轉換

42、處理。經過了調試，終于在液晶上顯示出來正確的北京時間，證明了以上的分析、推斷的正確性。程序：#include<reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit lcd_en=P26;sbit lcd_rs=P24;sbit lcd_rw=P25;sbit lcd_psb=P21;unsigned char count_1=0;unsigned char count_2=0;unsigned char message6;bit begin=0;uchar a,b,c,d,i,flag;uchar table062;void delay(uint z);void write_com(uchar com);void write_date(uchar date);void init();void main() init(); write_com(0x90