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2010级

论文题目

基于单片机的GPS定位系统

□教师推荐题目□自拟题目

题目来源

自拟题目

题目类别

应用研究

指导教师

郑珂

选题的目的、意义（理论意义、现实意义）:

掌握GPS定位设计技巧，使自己所学的知识在现实中得以应用。

制作出一套设计方案，以软硬件相结合的方式完成整个GPS数据接收和显示的过程。

完成一台液晶显示的手持式GPS定位接收设备。

能够较为精确地计算和显示日期、时间、经度、纬度等卫星信息。

通过对GPS接收板和LED显示模块的研究，设计GPS定位信息的采集与显示系统。

全球定位系统GPS是近年来开发的最具有开创意义的高新技术之一，其全球性、全天候性的导航定位、定时、测速优势必然会在诸多领域中得到越来越广泛的应用。

GPS全球定位系统在实际生活中被广泛应用，是当今信息时代发展中的重要组成部分。

因其具有性能好、精度高、应用广的特点，使其成为了迄今最好的导航定位系统。

实践证明，该系统显示的时间非常精确、定位精度高，能满足一般应用项目的使用，具有一定的实用价值。

选题的研究现状（理论渊源及演化、国外相关研究综述、国内相关研究综述）：

GPS已被广泛应用于航天、航空、航海、运输、测量、勘探等诸多领域。

随着数字大规模集成电路的发展和定位功能需求，GPS已经开始更多地嵌入到移动手持设备、消费电子产品中。

美国为了充分利用GPS系统的商业价值，独霸全球的导航定位市场，近年来对GPS系统进行了一系列的更新。

北斗卫星定位系统是由中国建立的区域导航定位系统。

该系统由三颗（两颗工作卫星、一颗备用卫星）北斗定位卫星（北斗一号）、地面控制中心为主的地面部份、北斗用户终端三部分组成。

北斗定位系统可向用户提供全天候、二十四小时的即时定位服务，授时精度可达数十纳秒（ns）的同步精度，北斗导航系统三维定位精度约几十米，授时精度约100ns。

美国的GPS三维定位精度P码目前己由16m提高到6m，C/A码目前己由25-100m提高到12m，授时精度日前约20ns。

论文（设计）主要内容（提纲）：

1.绪论…………………………………………………………………………………1

1.1GPS系统及其工作原理……………………………………………………1

1.2本设计的研究内容及成果………………………………………………2

2.硬件电路设计……………………………………………………………………5

2.1GPS接收板………………………………………………………………5

2.1.1GPS接收板原理………………………………………………………5

2.1.2通信处理信息协议……………………………………………………6

2.2STC89C58RD+单片机………………………………………………………7

2.2.1STC89C58RD+型单片机的结构………………………………………7

2.2.2引脚定义及功能………………………………………………………7

2.3单片机和GPS接收机接口电路…………………………………………10

2.4LCD液晶显示器……………………………………………………………10

2.4.1LCD显示器的工作原理………………………………………………10

2.4.2E-11264液晶的介绍…………………………………………………11

2.5单片机和液晶显示器接口电路……………………………………………13

2.6GPS显示原理图……………………………………………………………13

3.系统软件设计……………………………………………………………………15

3.1系统的总体设计……………………………………………………………15

3.2软件设计的功能模块………………………………………………………15

3.2.1系统初始化块…………………………………………………………15

3.2.2信号接收模块…………………………………………………………15

3.2.3信号处理显示模块……………………………………………………16

3.3程序流程图………………………………………………………………16

4.系统设计工具……………………………………………………………………19

4.1KEIL编译器……………………………………………………………19

4.1.1KeilC简介及功能………………………………………………19

4.1.1.18051开发工具……………………………………………………19

4.1.1.2uVision2集成开发环境…………………………………………19

4.1.1.3编辑器和调试器…………………………………………………20

4.1.1.4测试程序…………………………………………………………20

4.1.2KeilC编译步骤………………………………………………………21

4.2STC-ISP程序下载步骤……………………………………………………23

5.系统调试…………………………………………………………………………25

5.1硬件的调试…………………………………………………………………25

5.2软件的调试…………………………………………………………………25

6.系统测试…………………………………………………………………………27

7.总结与展望………………………………………………………………………29

拟研究的主要问题、重点和难点:

主要问题：

怎样使GPS模板接收到的数据代码在液晶显示器上显示出来。

研究重点：

1.硬件电路的设计

2.GPS接收信息的处理

3.显示程序的调式

难点：

1．GPS接收数据的处理

2.显示程序的调式

研究目标：

并能显示所在地的经纬度及时间。

研究方法、技术路线、实验方案、可行性分析：

研究方法：

理论结合实验，第一，应了解GPS系统的工作原理、构成及特点；

第二，是硬件/软件的融合，进行调试，完成此次设计。

技术路线及实验方案：

一、理解其工作原理和其它设备的特点；

二、进行硬件电路的设计并制板；

三、编程设计；

四、通过实验模拟箱进行调试；

五、结合硬件电路进行调试；

六、最后完成作品整合。

可行性分析：

本设计制作的一切费用支出，均在本小组承担范围内；

我们学习了单片机控制技术并在课余制作过与之相关的设计，我们学校有比较完善的单片机实验室，能够应用所学知识和技术完成毕业设计，具有一定的技术可行性；

在这次的设计中，我们小组合理分工，既能减少一定的工作量，针对某方面进行透彻的理解，再通过导师的指导，可顺利完成本次设计，具有一定的组织可行性。

研究的特色与创新之处：

能够从GPS导航系统获取精确的定位信息，而且具有硬件电路简单，成本低廉，编程方便，性能稳定的特点，具有一定的使用价值。

进度安排及预期结果：

序号

工作内容

所需时间（周）

1

熟悉毕业设计内容，查资料，做出初步设计方案，准备开题报告

2周

2

购买材料，并熟悉其性能，进行GPS接收代码与显示代码的研究，并尝试编写程序

3

根据初步设计，查阅资料，进行详细设计

4周

4

进行程序整体编写与调试，进行电路的设计并制板

1周

5

整理毕业设计，查缺补漏，准备答辩

预期结果：

完成GPS定位系统的整体设计，并做出实物显示当地的时间，经度纬度。

参考文献：

一、工具书：

[1]邱致和，王万义.GPS原理与应用[M].北京:

电子工业出版社，2001

[2]李维言，郭强.液晶显示应用技术，电子工业出版社，1999.8

[3]李维言，郭强，周云仙.液晶显示应用手册，电子工业出版社，2002.8

[4]陆爱明.单片机和图形液晶显示器接口应用技术，电子产品世界。

2001.9

[5]余锡存.单片机原理及接口技术[M].西安:

西安电子科技大学出版社，2000

[6]戴佳，戴卫恒.51单片机C语言应用程序设计[M].北京:

电子工业出版社.2006

[7]彭为.单片机典型系统设计实例精讲[M].北京:

二、参考资料:

[1]肖剑飞.嵌入式GPS通用卫星模拟器设计与实现[J].空间电子技术，2007.4

[2]黄少锋，张尊泉，邓斌，黄斌.基于单片机采集与显示GPS定位信息系统的设计[J].空军雷达学院学报，2007.1

[3]王古猛.GPS与单片机接口程序设计[J].电子测试，2007,7

[4]黄凌.基于单片机的GPS信息处理系统[J].现代电子技术，2009,12

[5]杨平，宋贽存.基于GPS-OEM板和单片机的GPS接收机的设计[J].东北林业大学学报，2009,5

指导教师意见：

指导教师签名：

年月日

答辩小组意见：

组长签名：

备注：

1、题目来源栏应填：

教师科研、社会实践、实验教学、教育教学等；

2、题目类别栏应填：

应用研究、理论研究、艺术设计、程序软件开发等。

毕业论文（设计）任务书

职称

副教授

一．研究的主要内容

1、研究目标

2、论文（设计）主要内容（提纲）

（1）GPS系统及其工作原理

（2）硬件电路设计（重点介绍E-11264显示器及STC89C58RD+型单片机的特性及功能）

（3）系统软件设计（重点介绍显示程序的流程）

3、拟研究的主要问题、重点和难点

二．有关要求

1．应收集的资料及主要参考文献

（1）工具书

[1]邱致和.王万义.GPS原理与应用[M].北京:

[2]李维言.郭强.液晶显示应用技术，电子工业出版社，1999.8

[3]李维言.郭强，周云仙.液晶显示应用手册，电子工业出版社，2002.8

[6]戴佳.戴卫恒.51单片机C语言应用程序设计[M].北京:

（2）参考资料:

[2]黄少锋.张尊泉，邓斌，黄斌.基于单片机采集与显示GPS定位信息系统的设计[J].空军雷达学院学报，2007.1

[5]杨平.宋贽存.基于GPS-OEM板和单片机的GPS接收机的设计[J].东北林业大学学报，2009,5

2．外文翻译要求

根据需求对部分内容进行双语说明，如封面、摘要等。

语法正确、条理清晰

3、论文撰写（设计）要求

（1）数据的处理与显示要求要求

通过对GPS接收模块接收到的数据进行处理，经单片机运行程序后，然后让显示器显示出来，使数据可视化。

（2）程序编写要求

根据我们之前的预期结果来进行编程，首先对KeilC的使用要熟练；

其次要熟悉通信协议及硬件各个管脚的功能，然后定义管脚和编写子函数，再在主函数中调用子函数，这样可使程序简明易懂结构性较强而不易发生错误。

三．毕业论文（设计）进度安排

1、研究方法、技术路线、实验方案

2、进度安排及预期结果

（1）进度安排

购买材料，并熟悉其性能，进行GPS接收代码与显示代码的研究，并尝试编写程序

进行程序整体编写与调试，进行电路的设计并制板

预计在2010年5月中旬结束左右工作。

（2）预期结果：

三．任务执行日期

自年月日起，至年月日止。

学生（签名）：

指导教师（签名）：

学院领导（签名）：

学院（公章）

年月日