2021年09月14日 | 44-基于51单片机的GPS定位系统设计

2021-09-14 来源：eefocus

具体实现功能

系统由STC89C52单片机+UBLOX-NEO-6M GPS模块+液晶屏12864+电源+LED灯指示模块构成。

具体功能：

能自动校准并用12864液晶显示屏显示时间、经纬度、速度、航向、高度和海拔等数据。

设计背景

GPS 是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称，而其中文简称为“球位系”。GPS起始于1958年美国军方的一个项目，1964年投入使用。是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的。经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。随着人民生活水平的发展，GPS技术被越来越多的应用在个人PDA、个人车载终端、手机等设备上。人们通过GPS，能准确知道自己所在的位置，从实现到导航、确定旅游路线、获取地理信息等功能。本文介绍的GPS导航系统，以单片机作为主控芯片，配以GPS、12864显示屏，构建了一个GPS信息显示的系统。本系统在一定程度上推动了GPS导航设备研究的发展。

硬件设计

GPS是由美国国防部研制的导航卫星测距、授时、定位和导航系统，它由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成。GPS系统由3部分构成：

一是GPS卫星(空间部分)，由21颗工作卫星，3颗备用卫星组成；

二是地面支撑系统(地面监控部分)，由1个主控站，3个注入站，5个监测站组成；

三是GPS接收机(用户部分)，接收GPS卫星发射信号，以获得必要的信息．

卫星不间断地发送自身的参数和时间信息，GPs接收机接收卫星发射的信号中含有时间信息的数据，这些数据经过串口通信传送给单片机或计算机，经分析计算后便可得到准确的时间信息．另外接收机都有一个输出端专门输出1pps信号，其上升沿对应接收机串口输出的UTC时间，精确度可达1|us，可直接提供给需要时间校准的用户，也可与串口输出的UTC时刻共同作用在单片机或计算机上以获得更精确的时间。

本系统主要采用的硬件有51单片机，液晶显示模块，GPS模块以及一些外围电路构成。

软件设计

系统的主程序开始以后，首先是对系统环境初始化，包括设置串口、定时器、中断，LCD1602初始化；然后LCD显示屏进入开机状态，显示开机信息（LCD_log），转入正常的显示，并接收数据，每次显示两串字符。接着由于单片机没有停机指令，所以可以设置系统程序不断地循环执行数据信息显示。

系统程序结构属中断方式，绝大多数功能在中断服务子程序中完成。根据总体结构，可将程序划分为几个功能化模块：串行口中断服务程序、显示子程序、扫描程序。各个模块可进行独立设计、调试和查错，最终再连接成一个整体。

原理图

本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。

程序

本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。

仿真实现

本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。

51单片机 GPS 定位系统

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