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1、pgs定位仪的设计制作大学毕设论文 天津职业技术师范大学 Tianjin University of Technology and Education毕 业 设 计 专 业 XXXXXX 班级学号： 09950090128 学生姓名： XXXXX 指导教师： XXXXXX） 二一三年 六 月 天津职业技术师范大学本科生毕业设计 GPS定位仪的设计制做 Design and fabrication of GPS positioning instrument 专业班级：XXXX 学生姓名：XXXX 指导教师：XXXX 系 别：XXX2013年6月 摘 要 GPS技术的使用现在已经非常普及，在军事、

2、气象、勘探、导航、通讯、遥感、大地测量、地球动力以及天文等众多学科领域有很广泛的应用，是当今信息时代发展中的重要组成部分。GPS 设计已经向便携式发展，逐步踏入寻常百姓的生活。所以，对GPS的研究具有十分重要的意义。论文主要研究 GPS 的定位原理与技术，单片机的编程及其应用，液晶屏的功能及其实现方法。制作了一套以软、硬件相结合的方法完成整个GPS数据接收和显示的设计方案。 本毕业设计是基于GPS信号接收模块，At89S52单片机控制模块、12864液晶显示模块，电源模块等器件为一体的便携式GPS定位导航仪，可实现对地点的实时定位并显示所在经纬度功能。论文从软件和硬件方面对系统作了详细的说明，

3、该系统根据技术已成熟的GPS模块数据输出基本原理设计而成。并研究了Atms8952系列单片机如何实现与GPS接收模块的串行通信。是具有全球性、高精度、自动化、高效益，性能稳定，体积小，方便携带诸多优点的，并能全天候使用的实时定位导航仪。 关键词：GPS；单片机；12864 液晶显示屏;GPS信号接收器 ABSTRACT The use of GPS technology is now very common, it is widely used in many areas of science, military, meteorological exploration, navigation,

4、 communication, remote sensing, geodesy, geodynamics and astronomy in the information age, is an important part in the development of it. The GPS design has been to the portable development, gradually into the lives of ordinary people. So, has the extremely vital significance to the research of GPS.

5、 The positioning principle and technology of the paper mainly studies the GPS, microcontroller programming and its application, the LCD screen of the function and its realization method. A set of combined with soft, hardware method to complete the GPS data receiving and display design. This graduati

6、on design is based on the GPS signal receiving module, At89S52 control module, 12864 liquid crystal display module, power module and portable GPS positioning navigation device as a whole, it is can realize real-time positioning of the place where the longitude and latitude and display function. The

7、paper introduced in detail the system from the aspects of hardware and software, this system is based on GPS module data output design principle of technology has been mature. And studies the Atms8952 Series MCU to realize the serial communication with GPS receiving module. Is a global, high precisi

8、on, automation, high efficiency, stable performance, small size, the advantages of convenient carrying, and real-time positioning navigator all-weather use. Key Words：GPS; MCU52; 12864 LCD; GPS signal receiver 目 录1 引言 32 GPS信号接收系统设计 52.1 GPS导航系统简介 52.2 GPS系统定位原理 72.3 GPS 接收机的基本工作原理 72.4 GPS信号接受器选择 8

9、3 单片机控制系统设计 93.1 AT89S52单片机原理 93.2单片机工作基本电路 123.2.1电源电路 123.2.2时钟电路 123.2.3复位电路 133.2.4 单片机的最小系统 144 导航信息显示系统设计 164.1 12864液晶显示模块 164.1.1 概述 164.1.2 基本特性 164.1.3接口说明 164.2 12864点阵液晶显示模块引脚与单片机联接 175 总体方案的设计 185.1系统硬件设计要求 185.2 硬件组成部分 18 5.2.1电源部分 195.2.2系统硬件电路部分 205.3系统软件设计要求 215.3.1串口通信程序设计 215.3.2

10、GPS信息接收流程 225.3.3 LCD显示程序 225.4 软件总体设计 236 系统调试与实验结果 256.1 硬件调试 256.2 软件调试 25结 论 26参考文献 27致 谢 28 1 引言GPS（Globe Position-finding System，全球导航定位系统1）主要有定位、导航、授时等功能。美国从20世纪60年代提出方案，从70年代开始研制，历时20多年，于1993年全面建成的军用卫星导航系统，是美国拥有的一套高科技设施，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的系统。该系统于1994年正式投入使用，最早用于美国军方，后期才延伸到民用，它能为地球上的使用者提

11、供定位、导航和定时服务。对远海航行、地质勘探、交通运输等部门起到很大的作用。 随着GPS应用的不断普及，目前已被广泛应用于各行各业。最早的卫星定位系统是美国的子午仪系统（Transit），1958年研制，64年正式投入使用。由于该系统卫星数目较小（5-6颗），运行高度较低（平均1000KM），从地面站观测到卫星的时间隔较长（平均1.5h），因而它无法提供连续的实时三维导航，而且精度较低。为满足军事部门和民用部门对连续实时和三维导航的迫切要求。1973年美国国防部制定了GPS计划。从20世纪60年代开始，美军就不断地试验并改进以卫星为基础的无线电导航系统，从最早的TRANSIT，到NAVSTAR

12、, 一步一步地把GPS系统进行完善并降低了接收系统成本。截止到1993年，分布在6个轨道平面内的（213）颗卫星组成的GPS空间星座已经建成，今后将根据计划更换失效的卫星2。GPS系统拥有如下多种优点：全天候，不受任何天气的影响；全球覆盖（高达98%）；三维定速定时高精度；快速、省时、高效率；应用广泛、多功能；可移动定位；不同于双星定位系统，使用过程中接收机不需要发出任何信号增加了隐蔽性，提高了其军事应用效能。卫星导航技术2的飞速发展已逐渐取代了无线电导航、天文导航等传统导航技术，而成为一种普遍采用的导航定位技术，并在精度、实时性、全天候等方面取得了长足进步。现在不仅应用于物理勘探、电离层测量

13、和航天器导航等诸多民用领域，在军事领域更是取得了广泛的应用-在弹道导弹、野战指挥系统、精确弹道测量以及军用地图快速测绘等领域均大量采用了卫星导航定位技术。有鉴于卫星导航技术在民用和军事领域的重要意义，使其得到了许多国家的关注。利用 GPS 信息接收模块、单片机 AT89s52、液晶显示屏 TG12864E 以及自己设计的外接电路接口，完成一台液晶显示的手持式 GPS 定位设备，并能依次显示实时时间及所在地的经纬度。卫星系统的更新与多个卫星定位系统共存将明显改善卫星导航定位的精度和可靠性。双频高精度测地型接收机将继续高度垄断在几个技术领先的 GPS 厂家手中，美国将继续保持其绝对优势。单频测地型

14、接收机和导航接收机 OEM 板产业将扩散到世界各地，虽是低档次的 GPS 产品，但用途广、用户多、市场大。美国把 GPS 单频 OEM 板的生产技术转让出口，因而推动了世界各地企业投资 GPS OEM 的生产。陆地 GPS 导航定位产品将成为发展最快的领域。 2 GPS信号接收系统设计2.1 GPS导航系统简介 全球定位系统（Global Positioning System 简称GPS)是美国第二代卫星导航系统。它是在子午仪卫星导航系统的基础上发展起来的，GPS能提供全天候、连续、实时高精度导航参数，实现三维定位，并可提供精确的时间信息。GPS系统3包括三大部分：地面控制部分地面监控系统，空

15、间部分GPS卫星星座，用户设备部分GPS信号接收机。地面控制部分地面监控系统由美国军方维护和运行，主要是保证卫星正常工作及其发送的信号准确无误。地面控制部分包括位于美国科罗拉多的主控制站跟分布在全球范围的五个卫星监测站和三个注入站。主控站提供全球定位系统的时间基准，从各个监控站收集卫星数据，计算出卫星的星历和时钟修正参数等，并通过注入站注入卫星，向卫星发布指令从而控制卫星，当卫星出现故障时，启用备用卫星以代替失效的工作卫星。监控站负责跟踪GPS卫星，不断的上传最新的导航数据，并且保持卫星系统的良好运行和正常的排列状态。站内设有双频GPS接收机、高精度原子钟、计算机各一台和若干台环境数据传感器。接收器对GPS卫星进行连续观测，以采集数据和监视卫星的工作状况。原于钟提供时间标准，而环境传感器收集有关当地的气象数据。所有观测资料内计算机进行初步处理并存储和传送到主控站，用以确定卫星的精密轨道。 注入站将主控站计算的卫星星历及时钟修正参数等注入卫星。地面监控系统主要任务是收集数据、计算导航信息、诊断卫星状态以及调度等。整个GPS的地面监控部分，除主控站外均无人值守。各站间用现代化的通讯系统联系起来，在原子钟和计算机的驱动和精确控制下，各项工作实现了高度的自动化和标准化。 空间部分GP