基于单片机的GPS定位信息显示系统设计
基于AT89S52单片机的GPS接收与显示的实现
图 １ 实 现 的 硬 件 电 路 框 图
４ Ａ意 思 为 ＵＴＣ 间为 ｌ Ｎ ３ 分 ５ 秒 ， 置 时 ２ ５ ６ 位 在 北 纬 ５ 度 １ ５ ５ 分 ， 经 １ ２ ７ ２ ５ ６ ．６６ 东 度 ．２ ７ ３ 分 ， 通 ＧＰＳ 位 方 式 ， 收 到 ３ 卫 星 ， 普 定 接 颗 水 平 经 度为 １ ． Ｉ ， 线 离海 平 面 高 度 为５ ． ６ ８ｌ 天 ｌ ８ ６ 所 在地 离 地 平 面高 度 为 １ ． ｍ， 验和 ｍ， ２６ 校 为４ ＡＨ。 ２ ２转 换 模 块 ． Ｇ Ｓ Ｐ 接收 模 块 输 出为 串行 ＡＳ Ｉ码 ， Ｃ Ｉ 通 过 ８ ８ 串并 转 换 ， 出 给 单 片机 处 理 。 ２５ 输 ２ ３单 片 机 模块 ． 单 片 机 模 块 采 用 ＡＴ８ Ｓ５ 单 片 机 。 ９ ２ ＡＴ ９ ５ 是 一种 低功 耗 、 ８Ｓ ２ 高性 能Ｃ ＭＯ 位 Ｓ８ 微控 制 器 ， 有 ８ 在 系 统可 编 程Ｆ ａ ｈ 储 具 Ｋ ｌｓ 存 器 。 用 Ａｔ ｌ 司高密 度非 失 性存 储 器技 使 ｍｅ公 术制 造 ， 与工 业 ８ ｃ １ 品 指令 和 引脚 完 全 ０ ５产 兼 容 。 上 Ｆ ａ ｈ允许 程 序 存储 器在 系统 编 片 ｌｓ 程 ， 适于常规编程 器。 也 比早 期单 片 机 ， 具 有 更 优 越 的 存 储 器 及 支 持 在 线 编 程 ， 也 这 是 首选 这 块 单 片 机 的 原 因 。 ２ ４Ｌ Ｄ 出显 示模 块 ． Ｃ输 本 文 采 用 点 阵 型 ＬｃＤ液 晶 显 示 器 Ｃ Ｍ－１ ２ ２ 该 显示 器具 有 １ ２ ３ 点阵 ， Ｇ ２３ ． ２ ．２ 不 仅 可 以 显示 数字 ， 可 以 显示 中 文 、 文 甚 还 英 至 图片 ， 耗 仅为 ５ ２． Ｍａ ２． ｍＷ 。 等 功 Ｖ． ５ ＝１ ５
基于单片机的GPS设计
基于单片机的GPS设计随着科技的快速发展，单片机已经成为现代电子技术中不可或缺的一部分。
为了更好地了解单片机的发展和应用，我们需要研究相关的外文文献，对于非母语读者来说，中文翻译也是必不可少的。
本文将介绍一些重要的单片机的外文文献和对应的中文翻译。
"Microcontroller Fundamentals" by John M. Hughes. This book provides a comprehensive introduction to microcontrollers, including their history, architecture, programming, and applications. It is an excellent resource for anyone who wants to learn about microcontrollers."Embedded Systems: A Perspective on MCU and SoC" by Yatin Chaudhary. This book provides an overview of embedded systems, including a detailed discussion on microcontrollers and system-on-chip (SoC) technology. It is a valuable resource for engineers and researchers in the field of embedded systems. "8051 Microcontroller: Architecture, Programming, and Applications" by K.K. Ray and M.K. Dash. This book provides a comprehensive guide to the 8051 microcontroller, including itsarchitecture, programming, and applications. It is an essential resource for students and professionals who want to learn about the 8051 microcontroller.《单片机基础》——李晓明译。
NMEA-0183GPS定位信息显示系统方案设计
中文摘要GPS定位系统在人们的日常生活中已被广泛使用，已然成为人们生活中的重要组成部分。
因其具有定位精度高、价格低廉、适用性强等特点，在许多领域都占有主导地位。
本次设计将介绍一种简易GPS卫星定位显示系统，GPS模块采用ublox 公司旗下的NEO-6M模块，同时主控MCU采用51单片机STC89C52，显示屏幕采用常见的LCD-12864液晶屏，通过对单片机串口接收到的GPS数据包进行解析并显示在12864液晶上，实现实时地理位置信息的采集与显示。
同时采用电池供电以实现体积小巧、携带方便。
关键词：GPS定位；STC89C52 NEO-6M；LCD-12864；第一章绪论1.1 课题背景及意义GPS全球卫星导航系统在军事，商用，民用上都具有广阔的领域，现在应用GPS 的产品已经随处可见，比如常见的汽车导航仪，GPS测距测亩仪，GPS定位追踪搜救系统等等，虽然这些功能都比较强大，但差不多都是应用在特定的领域，结合其他的功能模块一起设计使用的，而且仪器价格高，而且对于需要简单定位功能来说没有必要那么复杂。
所以在这种情况下，本次设计的定位显示系统满基本的GPS的定位系统的需求。
1.2 课题研究的目标和任务本次设计的主要任务是通过单片机与GPS模块进行通信，解析出NEMA-0183语句并提取需要的经纬度、时间日期在12864液晶上进行显示。
在此次设计过程中，主要熟悉所选用的GPS接收模块的性能指标，接收并解析它所输出的数据包，用C语言编写相关单片机控制和解析程序，并在液晶显示器成功的显示相关的信息。
第二章 GPS定位信息显示系统方案设计2.1 全球GPS卫星导航系统系统简介GPS卫星到现在为止已经设计了三代，第一代为实验卫星，一共发射了11颗卫星，设计的寿命是5年，现在已经停止工作了。
第二代称之为工作卫星，一共发射了28颗，寿命是7.5年，从1989年开始发射到1994年上半年发射完成。
第三代卫星尚在设计中计划20颗，用来取代第二代提高并改善卫星定位系统。
基于单片机的GPS定位系统设计
基于单片机的GPS定位系统设计摘要：GPS全球定位系统在实际生活中被广泛应用，是当今信息数字化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，使其成为迄今为止最好的定位导航系统。
本次设计以单片机为核心，通过GPS接收模块接收GPS卫星信号，然后将数据发送到单片机的串口。
单片机执行串口中断，提取所需要的数据并进行处理，最后将处理的数据通过液晶屏显示，成功实现定位。
本系统由52单片机、GPS模块M-87、12864液晶屏等硬件组成，应用C语言编程，完成了GPS信息的提取、处理和显示。
系统可以显示当地经度、纬度、时间、高度等信息，是一台体积小巧、携带方便、可以独立使用的全天候实时的定位导航设备。
关键词：单片机；GPS接收模块；12864液晶屏；串行通信总体方案的设计：本次设计以单片机（STC89C52）为核心，首选通过GPS（M-87）接收模块接收GPS卫星信号，然后将数据发送到单片机的串口，单片机执行串口中断，提取所需要的数据并处理，最后将处理后的数据通过液晶显示屏（LCD12864）显示。
该GPS定位系统硬件电路主要由以下几个部分组成：(1) 控制部分：以STC89C52单片机为核心的小型控制系统；（2）接收部分：以GPS（M-87）接收模块为核心的GPS接收机；（3）显示部分：由LCD12864构成的液晶显示电路；（4）电源部分: 由三节1.5V干电池串连而成的电源进行供电。
该GPS定位系统软件部分主要由以下几个部分组成：（1）串口初始化程序：对TMOD、TH1、TL1、REN、RI、TI等进行赋初值；（2）液晶初始化程序：令PSB=1使LCD为并口方式及LCD开、关标设定等；（3）数据接收与处理程序：编写数据提取与处理程序，实时接收与处理数据。
（4）延时程序：编写延时函数，延时函数可以控制液晶屏内容的显示时长；由此可知：GPS接收模块将接收到的GPS卫星导航电文调制解码，转换为标准格式后，通过串行口将数据送给单片机，当单片机执行串口中断收到GPS接收模块发来的数据，经过片内程序的识别筛选，将筛选出来的数据进行处理后送到显示模块，最后通过液晶显示屏按照要求显示。
基于STM32单片机的智慧防丢失系统设计与实现
基于STM32单片机的智慧防丢失系统设计与实现智慧防丢失系统是一种具有定位、监控和报警功能的智能设备，能够帮助用户实时监测和管理物品的位置，避免意外丢失。
本文将介绍基于STM32单片机的智慧防丢失系统的设计与实现。
一、系统设计1.功能设计智慧防丢失系统主要包括定位、监控和报警三大功能。
定位功能：通过GPS定位模块实时获取物品的位置信息，并将其传输到用户手机或电脑端。
监控功能：系统能够监测物品的移动状态，一旦物品超出设定的范围或者发生异常情况，系统会自动发送报警信息。
报警功能：当物品发生丢失或被盗时，系统可以通过声音、光线或者手机端推送报警信息，提醒用户及时处理。
2.硬件设计硬件部分主要包括主控模块、GPS定位模块、无线通讯模块和电源管理模块。
主控模块采用STM32单片机，具有较强的计算和处理能力，能够实现系统的各项功能。
GPS定位模块通过接收卫星信号获取物品的位置信息，并通过串口与主控模块进行数据传输。
无线通讯模块采用蓝牙或者WiFi模块，用于与手机或电脑端进行数据交互。
电源管理模块用于为系统提供稳定的电源供应，并实时监测电池电量，防止电量不足影响系统正常工作。
3.软件设计软件部分主要包括嵌入式系统程序和手机端APP程序。
嵌入式系统程序主要负责控制各个硬件模块的工作，实现定位、监控和报警等功能。
手机端APP程序通过蓝牙或WiFi与系统进行连接，能够实时接收物品的位置信息、监控状态和报警信息，并对系统进行设置和管理。
二、系统实现2.GPS定位模块GPS定位模块通过接收卫星信号获取物品的位置信息，并将其通过串口传输给主控模块。
GPS定位模块采用高灵敏度的GPS芯片，能够实现室内外的定位功能，并具有较低的功耗和较高的定位精度。
3.无线通讯模块无线通讯模块采用蓝牙或者WiFi模块，通过与手机端APP进行连接，实现数据的双向传输。
无线通讯模块能够实时接收手机端发送的指令和设置，并将物品的位置信息、监控状态和报警信息发送至手机端，实现实时监控和管理。
基于单片机的GPS定位系统设计【范本模板】
基于单片机的GPS定位系统设计摘要GPS是全球定位系统英文名词Global Positioning System的缩写.该系统是美国布设的第二代卫星无线电导航系统。
它能为用户提供全球性、全天候、连续、实时、高精度的三维坐标、三向速度和时间信息.其目的是在全球范围内对地面和空中目标进行准确定位和监测。
现在，GPS接收机作为一种先进的导航和定位仪器，已在军事及民用领域得到广泛的应用。
本设计是基于AT89C51单片机来实现的简易GPS定位信息显示系统。
本控制系统主要完成接受数据、时间显示、经度显示、纬度显示等常规功能.此方案基于单片机、GPS模块和12864液晶显示屏等硬件，并应用C语言实现了GPS信号的提取、显示及基本的键盘控制操作等。
经过实践测试，这种接收机可以达到基本GPS信息的接收以及显示，可以做到体积小、精度高、连续导航，并可广泛应用于个人野外旅游探险、出租汽车定位及海上作业等领域。
关键词：GPS定位系统，单片机，液晶显示屏DESIGN OF GPS RECEIVER BASED ON 51 SINGLE CHIPCOMPUTERABSTRACTGPS is the abbreviation of the English term Global Positioning System global positioning system. The system is the United States laid the second generation satellite radio navigation system. It can provide users with continuous, real—time，global, round—the—clock，high precision three dimensional coordinates, three velocity and time information. Aimed at targets on the ground and in the air around the world an accurate positioning and monitoring。
基于单片机的GPS全球卫星定位系统设计
目录第一章GPS简介及基本理论 (2)1.1 GPS的概述 (2)1.2 GPS的组成 (3)1.3 GPS的发展趋势 (3)1.4 Globalsat和HOLUX的EB-3531 (4)1.5 EB-3531的特点 (5)第二章硬件电路设计 (7)2.1 电源转换电路设计 (7)2.2 GPS接收模块与单片机接口电路设计 (9)2.3 单片机控制系统的硬件电路 (9)第三章软件部分设计 (11)3.1 串口通行模块 (11)3.2主程序设计 (13)第四章调试 (15)4.1 硬件调试 (15)4.2 软件调试 (15)第五章总结 (17)致谢 (18)参考文献 (19)第一章 GPS简介及基本理论1.1 GPS的概述GPS是英文Navigation Satellitte Timing and Ranging/Global Positioning System的字头缩写词（NAVSTAR/GPS）的简称。
它的含义是，利用卫星的测时和测距进行导航，以构成全球卫星定位系统。
现在国际上已经公认：将这一全球定位系统简称：GPS。
GPS系统的前身为美军研制的一种“子午仪”导航卫星系统(Transit），1958年研制，64年正式投入使用。
该系统用5到6颗卫星组成的星网工作，每天最多绕过地球13次，并且无法给出高度信息，在定位精度方面也不尽如人意。
然而，子午仪系统使得研发部门对卫星定位取得了初步的经验，并验证了由卫星系统进行定位的可行性，为GPS系统的研制埋下了铺垫。
由于卫星定位显示出在导航方面的巨大优越性及子午仪系统存在对潜艇和舰船导航方面的巨大缺陷。
美国海陆空三军及民用部门都感到迫切需要一种新的卫星导航系统。
为此,美国海军研究实验室(NRL)提出了名为Tinmation的用12到18颗卫星组成10000km高度的全球定位网计划，并于67年、69年和74年各发射了一颗试验卫星，在这些卫星上初步试验了原子钟计时系统，这是GPS系统精确定位的基础。
基于51单片机的GPS定位系统设计
基于51单片机的GPS定位系统设计
GPS定位系统是一种高精度、高可靠性的定位技术，基于51单
片机的GPS定位系统可以用于车辆、船只、无人机等物体的追踪和
导航。
以下是基于51单片机的GPS定位系统设计的步骤：
1. 硬件设计：
GPS模块：选择一款支持串口通信，输出NMEA协议的GPS模块。
51单片机：选择适当的型号，具备较好的计算和通信能力。
显示模块：可以选择LCD显示屏或OLED显示屏来显示当前的定
位信息。
电源模块：GPS模块和51单片机都需要可靠的电源供应，可以
选择锂电池或干电池。
外部存储模块：为了存储历史定位数据，可以选择SD卡存储模块。
2. 软件设计：
a.串口通信程序：通过串口通信程序从GPS模块接收NMEA协议
的数据。
b.解析程序：解析NMEA协议的数据，并提取相关的定位信息
（经度、纬度、速度、时间等）。
c.定位算法：采用常见的定位算法（如卡尔曼滤波、迭代解算等）来计算当前位置。
d.存储程序：将计算出的位置信息存储到SD卡中。
e.显示程序：利用LCD或OLED显示屏显示当前的定位信息。
3. 系统测试
将系统部署到实际场景中进行测试，记录数据并进行分析。
根据测试结果对系统进行改进和优化，以提高其可靠性和精度。
总之，基于51单片机的GPS定位系统设计需要较高的硬件和软件开发能力，需要深入了解GPS原理、51单片机编程以及相关算法的实现方式。
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由三大部分构成的GPS卫星全球定位系统
GPS信号接收方案选择
方案一：选择GPS接收芯片然后再根据芯片设计标准， 设计外围电路和安装天线等，选择这个方案的优点是可以 掌握到GPS接收部分的电路设计技术，但是这个方案实 现的难度较大，其次由于GPS接收芯片一般都是厂商直 接供货，单独采购价格会很高。
，采用40引脚双列直插封装方式。引脚图如下图 所示。
引脚说明： 主电源引脚（2根）： VCC(Pin40)：电源输入，接＋5V电源； GND(Pin20)：接地线。 外接晶振引脚（2根）： XTAL1(Pin19)：片内振荡电路的输入端； XTAL2(Pin18)：片内振荡电路的输出端。 控制引脚（4根）： RST/VPP(Pin9)：复位引脚，引脚上出现2个机器周
期的高电平将使单片机复位； ALE/PROG(Pin30)：地址锁存允许信号； PSEN(Pin29)：外部存储器读选通信号；
EA/VPP(Pin31)：程序存储器的内外部选通，接低电平
从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从内部程序 存储器读指令。
可编程输入/输出引脚（32根）： STC89C52单片机有4组8位的可编程I/O口，分别为P0、 P1、P2、P3口，每个口有8根引脚，共32根。 P0口（Pin39～Pin32）：8位双向I/O口线，名称为P0.0 ～P0.7； P1口（Pin1～Pin8）：8位准双向I/O口线，名称为P1.0 ～P1.7； P2口（Pin21～Pin28）：8位准双向I/O口线，名称为 P2.0～P2.7； P3口（Pin10～Pin17）：8位准双向I/O口线，名称为 P3.0～P3.7
基于单片机的GPS定位信 息显示系统设计
导师：王庆龙
班级：08级自动化（1）班 姓名：王致忠 学号：0805070058
LOGO
论文结构和主要内容
课题背景及意义 论文主要内容 GPS定位信息显示系统方案设计 基于单片机的GPS硬件电路设计 基于单片机的GPS软件设计 实验结果分析
SiRF Star II GPS信号接收模块
GPS信号接收模块所选用的是SiRF Star II GPS接收模 块,主要使用到的引脚图和实物图如图所示。该模块具有 12通道并行接收能力，所接收的GPS信号属于民用频段 的L1信号（1575.42MHz），在没有SA干扰的情况下 平均定位误差为10米，动态速度误差为0.1米/秒，信号 灵敏度达到－142dBm，冷启动定位时间为42秒，热启 动时间为38秒，重新定位时间仅仅需要8秒。
课题的背景及意义
1978年2月22日第一颗GPS试验卫星的入轨运行， 开创了以导航卫星为动态已知点的无线电导航定位 的新时代。GPS卫星所发送的导航定位信号，是一 种可供无数用户共享的空间信息资源。
GPS卫星的入轨运行已经为大地测量学、地球动力 学、地球物理学、天体力学、载人航天学、全球海 洋学和全球气象学提供了一种高精度、全天时、全 天候的测量新技术。
该GPS定位显示系统硬件由以下几部分组成：
1.接收部分：以SiRF Star II GPS信号接收模块为核心 的GPS接收机 ；
2.控制电路：由51单片机作为微处理器控制GPS信号 ；
3.显示部分：12864LCD液晶显示模块；
4.电源电路部分：用以提供系统电源和LCD背光调节的 电压输出。
GPS接收模块将接收到的GPS卫星导航电文调制 解码，转换为标准格式后，送给单片机，当单 片机接收到GPS发送过来的导航电文后，经过 片内程序的识别筛选，将筛选出来的导航电文 送到显示模块，并且最后通过液晶显示器按照 要求显示出来。
论文主要内容
本次设计的主要任务是在GPS和单片机的理论知识 基础上，选择适当的单片机提取GPS接收模块所接 收的数据，最终由液晶显示器显示接收到的数据。
在此次设计过程中，主要熟悉所选用的GPS接收模 块的性能指标，学习NMEA封包并懂得如何使用 NMEA输出命令，结合单片机的相关知识实现对 GPS接收到的卫星信息进行提取，并在液晶显示器 上选择性的显示需要的数据。
GPS定位信息显示系统方案设计
GPS全球定位系统简介 GPS信号接收方案选择 GPS接收模块的研究 总体方案的设计
GPS全球定位系统简介
全球定位系统由三部分组成： 1. 地面控制部分，由主控站(负责管理、协调整
个地面控制系统的工作)、地面天线(在主控站的 控制下，向卫星注入寻电文)、监测站(数据自动 收集中心)和通讯辅助系统(数据传输)组成。 2. 空间部分，由24颗卫星组成，分布在6个轨 道平面上。 3. 用户装置部分，主要由GPS接收机和卫星天 线组成。系统的结构框图如下图所示：
GPS接收模块的研究
GPS接收模块是接收机的关键部U、储存器等组成。
工作原理： GPS接收模块接收天线获取的卫星信号 ，经过变频、放大、滤波、相关、混频等一系列处 理，可以实现对天线视界内卫星的跟踪、锁定和测 量。在获取了卫星的位置信息和测算出卫星信号传 播时间之后，即可计算出天线位置。通过输入输出 接口，与GPS接收模块进行信息交换。
基于单片机的GPS硬件电路设计
基于单片机的GPS定位信息显示系统硬件电路设计 主要由GPS信号接收部分（SiRF Star II GPS信号接 收模块）、控制芯片（STC89C52单片机）、显示部 分（12864LCD液晶显示模块）这几部分构成。结构 框图如下图所示。
硬件电路简介
STC89C52简介： STC89C52是一个低电压，高性能CMOS 8 位单片机
GPS接收模块内部结构如下图所示。
GPS接收模块内部结构
总体方案的设计
本次设计要求通过单片机控制GPS器件实现定位显示 功能。在这里使用51单片机作为处理器，利用51单片 机的串行接口接收SiRF Star II GPS信号接收模块输 出的数据信号，并通过软件方法筛选出其中有用的定 位数据，最后通过单片机的并行接口输出至液晶显示 模块显示的方案。
方案二：选择成品GPS接收模块，这个方案的优点在于 现阶段GPS接收模块的制造技术已经相当成熟，性能稳 定并且使用方便。并且在经过大规模的商业化生产后价格 已经很低，这些模块在市面上也能够容易的购买到。
由此可知，选择GPS接收模块就能够很好的作为本次设 计接收GPS定位信息的解决方案，因此我选择的是第二 种方案。