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gps终端系统毕业设计

本科毕业论文

题目：

GPS终端系统的设计与实现

院（部）：

信息与电气工程学院

专业：

电子信息工程

班级：

姓名：

学号：

指导教师：

完成日期：

摘要

随着航空航天技术的不断发展，各式各样的的卫星已经覆盖全球。

GPS在其中的运用不断展示出了全面和强大的功能。

不仅能我们提供实时性、全天性和全球性的导航服务，还可用于情报收集、核爆监测、应急通讯等军事目的。

在经历了20年的艰苦研究和各项试验测试以及数百亿美元的投资，直到1994年，终于完成了24颗卫星星座的布设，全球覆盖率高达百分之九十八。

到目前为止，GPS仍然是世界上最精确、最快速、覆盖率最高的定位系统。

如今正处信息时代的发展高峰时期，计算机、信息和通信技术已经深入人们的日常生活，GPS定位系统也毫不例外。

随着车载和手持式GPS的推广，人们已经不再满足于最初的通信与通话，早已开始追逐全天侯、实时性的精确定位。

本设计详细介绍了一种GPS终端系统的设计方案。

此方案基于51单片机、GPS模块和1602液晶显示屏等硬件,并应用汇编语言实现了信号的提取和显示，并详细描写了硬件和软件部分的设计和实现方法。

关键词：

GPS;51单片机；汇编语言；1602液晶显示器；

ABSTRACT

Withthecontinuousdevelopmentofaerospacetechnology,allkindsofsatellitehascoveredallovertheworld.TheuseofGPSisnowverypopular,bigtotheaviationnavigationsystem,smalltopersonalmobiledevices,hasitsshadow.AstheGPSMinYongHuaandcostreducing,hasenteredPeople'sDailylife,alotofmobilephones,PDAandotherhandhelddevicesareequippedwithGPSfunction.Intermsoffunction,theGPSistheobjecttobemeasuredunderthelatitudeandlongitudeearthcoordinatesystemofthebearingweredetermined,andatthesametimecanprovidehigheraccuracyandreal-timemeasurementdata.Forportabledevicesbasedonsingle-chipcomputer,ifyouwanttogettheholderofthepositioninformation,theGPSisthebestsolution.

Inthispaper,westudytheGPSpositioningprincipleandtechnologyofMCUprogramminganditsapplication,functionandimplementationmethodofliquidcrystalscreen.Producedasetofdesignscheme,withacombinationofsoftwareandhardwaretocompletethewholeGPSdatareceivinganddisplay.TheschemeofGPSmoduleinU.S.ROCKWELLcompanydevelopedJupiterparallel12channelreceiverplate,singlechipmicrocomputermoduleUSESAT89C51,adoptLCD1602LCDscreendisplayhardware,andusingassemblylanguagetoachievethesignalstoextractanddisplay,anddescribesindetailthedesignofthehardwareandsoftwarepartandtheimplementationmethod..

Keywords:

GPS;51microcontroller;Assemblylanguage;1602liquidcrystaldisplay;

一、前言

全球定位系统（GlobalPositioningSystem简称GPS）是美国第二代军用导航系统，可实现全球范围内的实时导航和定位。

GPS由太空卫星、地面控制系统、用户设备三个部分组成。

太空卫星共有27颗，24颗运行，3颗备用。

24颗可操作的工作卫星以55°的倾角分布在地球上空20～200KM的6个轨道面上。

这些卫星轨道上的分布状态使地球上的任何位置在任意时候都可以同时收到至少6颗卫星的定位信息，这些卫星则不断地给全球用户发送位置和时间的广播数据。

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。

1、设计目的

通过本次课题的设计能够深入了解享誉世界GPS全球定位系统的组成和工作原理，在开阔自己眼界的同时对课本理论知识有更深入的认识，结合理论与实践对电子信息学科有更高的领悟。

让我们的学校不再局限于校园和课本，不断丰富我们的学校内容和学习模式。

在整个课题能通过自己的努力，以及对所学知识的理解和运用去解决实际问题，通过对电路图的设计和绘画，加深对AltiumDesigner的熟练运用。

和老师同学建立良好的交流沟通，提高自己的虚心学习的态度和互帮互助的团队意识。

2、研究意义

随着GPS的不断发展和完善，人们的生活也逐渐的与其紧紧相连、密不可分。

所以，对于学习电子信息工程的当代大学生来说很有必要深入学习GPS的相关知识和定位技巧，并通过自己的专研作出一套可行的设计方案，通过软硬件结合的方式，采用单片机的接口电路的设计，电源电路的设计，监控电路的设计，液晶显示电路的设计，完成GPS数据的接受和显示的终端系统。

能够显示经纬度，时间等信息。

从现实意义上来讲，各国都在努力建立或扩大自己的天空领域，都希望能通过建立属于自己的强大的导航系统来扩张在全球的视野。

所以世界不仅有美国的GPS，还有俄罗斯的GLONASS,以及我国的北斗卫星定位系统等。

但GPS是迄今性能最好、精度最高、运用最广泛烦的导航定位系统。

不仅在高端科技领域占有很重要的地位，在我们的身边也是随处可见它的身影。

比如车载GPS导航、手机GPS导航，甚至有的手边也装载了GPS导航系统。

对人类社会的科学发展、生活生产、出行往来作出了巨大贡献。

3、设计范围及应达到的技术要求

设计出显示电路，电源电路，单片机和GPS接收板间接口电路，监控电路。

并画出系统框图，画出程序流程图，单片机相关电路的原理图图纸及部分印刷电路板图纸，编制并调试程序。

4、GPS在国内的发展概况

GPS全球定位系统早在全球多个国家得到了多方面的运用和发展，这在我国也不例外。

而且GPS的运用已经不仅仅局限于航空航天这类高科技及军事的使用，在气象、地震监测、森林防火、甚至农业等方面也得到充分利用。

我国渔业局在渔船上建有500多台的数据采集平台予情网，用于调查水质和捕鱼品种。

另外，至1992年止，水利部抗洪水灾预报系统在黄河三花河、长江荆江、淮河正阳关、北京官厅水库、太湖等20多个重点防洪区和150个大型水库，布设了1700多个数据采集平台。

我国拥有960平方公里的领土、300多万平方公里的海域、3.2万公里的海岸线和6500多个岛屿，而且是一个多人口、自然灾害多发国家，资源也十分紧缺。

所以，急需对海洋、森林资源、矿产资源进行调查管理，对自然灾害进行监测预报。

卫星数据采集系统很适合我国国情，是一个投资少，见效快的有效途径。

而且我国还是地震高发国家，近几年大小地震不断，造成了巨大的人员伤亡和经济损失。

为了进一步做好防震抗震工作，我国已建有近千个常规地震预报台和一个GPS地壳相对位移测量网，用卫星数据采集系统技术可加强地震预报台站联系，，提高预报的及时性。

我国海岸线的监测和管理，除了沿海岸线布置60多个海洋站和少量海监飞机外，对深海和远海需建立和完善相应的海洋监测。

我国森林面积约130万平方公里，每年森林火灾受害率达8.6％，急需建立一个实时性、全国性的火情监测预报系统。

卫星数据采集系统与GPS相结合，还可以进行珍惜动物的保护。

另外在环保方面，利用GPS监测系统和卫星数据采集系统相结合可以建立大气和水质数据自动测报网，及时准确对污染源进行监督、检查和管理。

这对于一个淡水资源及其缺乏的国家来说是十分重要的。

近年来，随着人们生活水平的不断提高，汽车也逐渐进入家庭，在今后的日子里国内汽车的需求量还将会大幅上升。

所以车载GPS系统具有巨大的市场潜力和不可估量的发展前景。

车载GPS的最大特点是兼具导航、定位、防盗等功能，在GPS应用较为普遍的北美、欧洲、日本等地，汽车导航销售额雄居各类GPS市场之首。

而我国车载GPS市场过去一直饱受技术应用、市场规模因素的瓶颈。

随着这两年技术水平与产品成熟程度的不断提高，特别是汽车市场的飞速发展，我国车载GPS市场已经进入规模发展的时期，未来国内车载GPS市场前景相当看好。

相信随着与GPS紧密相关的电子地图的逐步完善，动态内容的不断丰富，GPS的实用性将不断提高，其市场的容量会随着我国汽车市场的发展而大幅度的增加。

而动态导航将逐步取代静态占据主导地位。

来自国家统计局、慧聪网汽车研究所和中国汽车新网的统计数据显示，目前中国汽车导航市场尚处于市场启动初期，初步估计其需求量约为55万台，如果以每台4000元的售价来算，3至5年后就可能会成为百亿元规模的市场。

据统计，中国私人汽车的保有量已经达到了4500多万辆。

国务院发展研究中心预测显示，中国汽车保有量2010年将达到5669万辆，2020年达到13103万辆。

中国GPS协会研究报告显示，到2010年，汽车自主导航系统年销量将达到100万台，保有量500万台。

可以预见，车载GPS市场的前景将日渐开阔。

全球汽车市场的增长主要来自中国，中国导航系统市场的快速发展对全球市场有举足轻重的影响。

今后我国卫星导航车辆应用将在以下几方面有所发展：

车辆监控系统市场已开始出现大批量需求的倾向，其发展的关键在于提高产品质量和应用服务，尤其应注重专业应用，为用户带来实际效益；多种导航系统，特别是车载导航仪，已在技术、产品和服务及系统集成方面实现了突破，并日趋成熟，有望在短时间内形成批量市场；与车辆应用系统同步发展起来的信息服务产业在许多城市已全面展开，在今后几年内会成为产业发展的主力军之一；车辆导航与监控合二为一的走向是产品发展的大方向；卫星导航车辆应用在中国会呈现出多样化的趋势，并向深度和广度进军。

可以说汽车行业发展也带动了相关的车辆导航产业。

与西方国家相比，我国GPS导航的市场潜力巨大。

截至到2007年底，中国拥有车载导航设备普及率不到5%。

而日本的汽车