基于单片机的GPS接收系统设计

论文总字数：13794字

摘 要

随着科学技术的发展，全球定位系统GPS是近年来开发的最具开创意义的高新技术之一，其全球性、全天候的导航定位、定时、测速等优势必然会在越来越多领域中得到更多的应用。在实际生活中，GPS全球定位系统正在被广泛的运用，成为了现代信息发展的重要组成部分之一。因其具有性能良好、精度高、应用广德特点，使其成为了迄今最好的导航定位系统。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LEA-5S模块，同时主控MCU采用51单片机STC89C52，显示屏幕采用常见的LCD-1602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LCD-1602液晶上，实现实时地理位置信息的采集与显示。同时为了方便方便携带，因此采用电池供电以实现体积小巧的特点。

关键词：GPS定位；STC89C52 lea-5s；LCD-1602

Single Chip GPS Receiver Based Design

ABSTRACT

Global Positioning System (GPS) is one of the most groundbreaking high-tech development in recent years, its global, all-weather navigation and positioning, timing, speed advantage is bound to get more and more applications in many fields. GPS global positioning systems are widely used in real life, today"s information age is an important part of the development of Germany. Because of its good performance, high precision, wide application Gaudet point, making it by far the best navigation and positioning system. Because of its high positioning accuracy, low cost, applicability, and other characteristics, in many areas a dominant position. This design will introduce a simple display GPS satellite positioning system, GPS modules ublox company"s LEA-5S module, while the master MCU uses 51 single STC89C52, the display screen in most of the LCD-1602 LCD screen, through the microcontroller serial received GPS data packet is parsed and displayed in the LCD-1602 LCD on the realization of real-time data acquisition and display geographic information. While using battery power in order to achieve compact, easy to carry.

Keywords: GPS positioning; STC89C52 lea-5s; LCD-1602

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

第二章 GPS模块选择与设计方案 3

2.1 GPS接收机的模块与原理 3

2.2 GPS定位系统模块 3

2.3 整体设计方案 4

第三章 基于单片机的GPS模块与电路 5

3.1单片机模块 5

3.2 GPS模块 6

3.3 LCD-1602液晶显示模块 7

3.4 电源系统 10

第四章 单片机软件设计与硬件调试 12

4.1 单片机软件设计 12

4.1.1 NMEA-0183协议 12

4.1.2 软件设计流程 13

4.2硬件调试 13

第五章 总结与展望 17

致 谢 19

参考文献（References） 19

附 录 20

第一章 引 言

在当今经济全球化的背景下，地球村的所有人的联系越来越紧密。长途旅行以及远洋航行开始变得越来越频繁，建设于上个世纪的全球定位系统所开创的全球定位技术显得至关重要。进入新世纪后，社会信息化程度越来越高，智能化设备开始越来越多的出现在人们的生活里，人们在日常出行时开始可以直接通过智能设备进行导航，定位系统的发展又进入了一个新阶段。

全球定位系统起源于50年代末美国海军的子午仪系统，几乎紧随着人造地球卫星的诞生，60年代子午仪系统初步建成，也就是全球定位系统的第一代卫星网，卫星数只有五到六颗，定位不太精确，耗时较长，不能全天候工作，而且不能实现三维空间上的定位。但它们从研制到成功发射最后到圆满完成任务，对于以后的卫星发射和探索都具有重要的意义。后来，美国海军又从采用了原子钟系统，这就是现代全球定位系统的基础。七十年代美国国防部将海空军卫星定位方案结合建立了DNSS，后来改名为全球定位系统。真正使得GPS系统开始对民众开放的起源还是上世纪的大韩航空客机误入苏联领空被击落时间，大众舆论开始迫使美国逐步开放全球定位系统的民用部分。上个世纪七十年代到九十年代初发射的数颗卫星，一直到今天都在为人类提供者导航服务，守护着我们的生活。

从上世纪的美苏争霸，到后来的冷战结束美国一家独大，世界多极化趋势产生，面对美国的技术垄断，各国强烈希望拥有自己的定位系统，特别是中国和俄罗斯这些国家摆脱对GPS的依赖的渴望越来越迫切。随着各国经济快速发展和综合国力的增强，很多国家与地区联合体开始着手研制属于自己的定位系统。

现在世界上比较知名的定位系统有俄罗斯的格洛纳斯、中国的北斗以及欧洲的伽利略。俄罗斯的定位系统全盘继承了前苏联从70年代开始建设的GLONASS全球导航定位系统。格洛纳斯的设计起步也比较早，上世纪70年代的苏联军方为了实现导弹的精确制导，启动了GLONASS计划，这一计划的设计规划同GPS一样，建成以后在轨卫星数24颗。俄罗斯在苏联解体后，国力渐衰，目前只有8颗能够全功能工作的在轨卫星。在90年代，俄罗斯开放了格洛纳斯的民用，它的三维空间上的定位精度与速度都优于通过SA技术处理的GPS全球定位系统。

欧盟是世界上最强大的地区联合体，由多个西欧强国联合主导的伽利略定位系统起源于20世纪末21世纪初，这是欧洲国家为了摆脱对于美国GPS定位系统的依赖。设计规划30颗在轨卫星，定位精度高于GPS定位系统，误差预计不超过一米。但是由于美国方面的不断干涉以及欧盟内部成员国的分歧，这一计划一再推迟。迄今为止，伽利略定位系统只完成6颗卫星的发射，仅仅能够完成初步组网。鉴于伽利略系统的资金成本较高以及内部意见不一对于计划的阻碍，预计距离伽利略系统的全面组网以及面向客户提供服务还有很长一段时间。

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