GPS内容汇总Word格式文档下载.docx
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10时;
⑦本地时差:
34分;
⑧校验和:
6E。
其中校验和包括$符。
GPGLL语句格式如下:
$GPGLL;
②纬度值;
③北纬;
④经度值;
⑤西经;
⑥UTC时间,时时分分秒秒.秒秒秒格式;
⑦状态,A=定位,V=未定位;
2C。
接收上述GPS信息由AT89C2051单片机的UART完成。
GPGLL为55个字符,GPZDA为38个字符。
考虑到单片机内部RAM单元有限,为适应GPS同时输出的数据句型比较多,数据量比较大的情况,因此,需要对句型进行选择性接收。
2主程序设计
主程序主要包括以下几个部分:
初始化、接收GPS数据、GPS信息处理、超时处理判断等。
GPS数据采用中断方式接收,数据处理由独立子程序完成,主要包括时间、位置信息的提取。
数据接收处理完毕后,传送到LCD显示。
超时判断时间间隔设定与GPS数据更新速度匹配即可,其目的是保证GPS提供的位置、时闻信息与用户的可视信息同步。
主程序流程图如图2所示。
GPS接收机通常采用RS232C/RS485/422标准:
传输速率可以设定,有4800b/s等,数据位:
8b,停止位:
1b。
对于AT89C2051单片机,选择定时器1作为波特率发生器,波特率取决于溢出速率。
波特率计算公式如下:
系统时钟取11.0592MHz,则对于波特率4800b/s,定时器1重载值为FAH。
3数据处理子程序设计
接收缓冲区存储的内容是ASCII码(字符),因此在处理成数据的时候要进行转换。
对于时间数据,处理成压缩BCD格式,如对于以下的GPZDA信息:
$GPZDA,114523,18,11,2006,10,34*6E<
CR>
<
LF>
经处理后,得到如下信息:
11H(时),45H(分),23H(秒),18H(日),11H(月),20H(世纪)-06H(年代),10H(时差)。
GPS数据处理子程序首先将接收的时间数据转换为上述BCD数据。
根据GPZDA得到UTC时间和本地时差后,可以修正为本地时间输出。
时间修正要考虑到进位和借位问题。
在程序设计过程中闰年、大月小月需要分别处理。
带时差修正的GPS信息处理流程图如图3所示。
图中,Hour表示UTC时,Min表示UTC分,Sec表示UTC秒,Day表示UTC日,Mon表示UTC月,YearH表示UTC世纪,YearL表示UTC年代;
D_Hour和D_Min表示时差的时和分。
常用GPS接收机输出NMEA0183数据有V2.1,V2.0和V1.5三种版本,其中V2.1版本时差修正到分钟,而V2.0和V1.5只到小时。
为满足程序通用,在实际信息解析时以V2.1为准,当接收的信息为V2.0和V1.5时,只需将上述程序中D_min置为0即可。
基于单片机的GPS接收机设计
摘要:
采用单片机实现GPS接收机方案,实现了数据的接收、处理和液晶显示,给出了系统实现原理图和程序流程图,对方案做了详细说明。
关键字:
GPS16450液晶显示
TheDesignofGPSReceiverbasedonSCM
ChenTie,WuhanVocationalCollegeOfSoftwareandEngineering,430205
Abstract:
TheGPSreceiverssystembasedonSCMrealizedthedatareception,processingandliquidcrystaldisplay,andthesystemgivestheschematicflowchartsandprocedures,andhasdoneadetaileddescription.
Keywords:
GPS16450liquidcrystaldisplay
1.引言
全球定位系统(GlobalPositioningSystem,GPS)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。
它以全球覆盖、全天候、连续实时提供高精度的三维位置、三维速度和时间信息的能力,很好地解决了人类导航和定位问题。
随着全球定位系统的不断改进,软硬件的不断完善,应用领域正在不断的开拓,无论在军事还是民用领域都得到广泛地应用和发展。
实际应用中,GPS接收机收到轨道卫星的信号后,经过解调输出的,是标准格式的GPS定位数据,该数据必须经过进一步处理,才能在用户数据终端上显示。
2.接收机硬件设计
系统采用AT89S51单片机作微控制器,用GPS_GB10接收模块接收轨道卫星的信号,经GPS信号处理后用16450进行串并转换,通过数据总线传给CPU,再经8255发送给LCD显示,系统结构如图1所示。
GPS信号处理
16450串并转换
CPU
LCD
显示
TXD
RXD
总线
GPS天线
图1系统结构图
2.1控制单元
由于单片机芯片数据存储容量不足,用6264扩展8K外部数据存储单元来临时存储接收的GPS数据,用74LS138译码器产生GPS与液晶的片选信号,同时用74LS373对数据进行锁存,以实现单片机P0口的数据地址复用。
原理图如图2所示。
图2控制单元原理图
2.2GPS数据接收部分
GPS模块GB10接收多颗卫星的定位信息,进行处理后按一定的格式输出串行数据,16450实现串并转换,通过总线与单片机通信。
GPS接收模块默认设置输出为:
$PFST,NMEA,E003,4800<
在系统中需设置输出为:
$PFST,NMEA,2000<
,即只输出$GPGGA格式,格式为:
$GPGGA,hhmmss.dd,xxmm.dddd,<
N/S>
yyymm.ddd,<
E/W>
,v,ss,d.d,h,h,M,g,g,M,a.a,xxxx*hh<
hhmmss.dd世界协调时(UTC)
hh:
时;
mm:
分;
ss:
秒;
dd:
秒(小数部分)
xxmm.dddd纬度
xx:
度;
xm:
dddd:
十进制分(小数部分)
北纬N/南纬S
yyymm.dddd经度
yyy:
东经E/西经W
V定位指示
0:
未定位1:
GPS定位
SS使用到的卫星数量:
0~12颗
d.dHDOP水平方向定位精度阀值
h.h天线高度(相对于海平面)
MNULL
g.gNULL
a.aNULL
xxxxNULL
*hhhh:
校验和
从GPGGA输出信息中提取数据,显示在液晶屏上,原理图如图3所示。
图3GPS接收模块原理图
2.3液晶显示
液晶显示部分采用OCMJ2*8A汉字图形液晶显示模块,用并行总线方式通过8255与单片机连接,显示速度较快。
128*32,可以清晰显示接收数据,显示格式为:
第一行纬度:
LAT(纬度的缩写):
+纬度值+N/S
第二行经度:
LONG(经度的缩写):
+经度值+E/W
第三行高度:
HIGH:
高度值+高度单位M+定位有效A:
0/1(1时有效)
第四行时间:
TIME:
时分秒.秒的小数两位(国际时间)
原理图如图4所示。
图4液晶显示原理图
3.软件设计
3.1主程序流程
接收GPS模块数据
设置GPS模块输出格式
初始化16450,8255
开始
数据为“$”
显示纬度、经度、高度、时间、定位有效值
LCD清屏
数据存储到外部RAM
接收结束?
LCD显示各行数据名称
查询外部RAM
Y
N
图5主程序流程图
3.2GPS数据接收
1.初始化。
自检完毕后,将开始卫星探测跟踪过程,整个过程都是完全自动的,正常情况下GPS_GB10将用30秒的时间获取位置定位信息
2.导航。
探测完毕后,GPS_GB10将通过并口输出到液晶显示经度,纬度,高度和时间
3.卫星数据收集。
在运行时,GPS_GB10将自动更新卫星轨道数据.
3.3液晶显示
系统上电后通过程序对液晶初始化,然后对液晶清屏,对BUSY清零等待接收数据,当GPS把信号输出时置REQ=1请求接收,同时当BUSY=0时液晶接收数据并显示出数据,流程图如图6所示。
清屏
等待接收数据
接收数据
结束
初始化
图6液晶显示流程图
4结束语
系统采用单片机控制,实现了接收数据的处理和显示,系统简单,价格低廉,是一种经济的GPS接收机实现方法,具有一定的实用意义。
由于GPS接收模块的定位精度存在一定误差,可以在显示前通过差分算法程序对数据先处理,可以大大提高系统精度。
参考文献:
1.
DateSheet.SkyNavGB10UltraFastTTFFandAllinOneGPSReceiverBoard
2.
天工测控有限责任公司.GPS全球定位系统及天工产品应用指南
3.
黄凌.基于单片机的GPS信息处理系统南京信息职业技术学院
简易GPS定位显示器电路原理图