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基于单片机的GPS定位系统设计文献综述GPS定位系统是一种利用全球卫星定位系统（Global Positioning System，GPS）来确定地理位置的技术。
在现代社会，GPS定位系统在各个领域中广泛应用，包括交通、军事、航空航天、物流等。
基于单片机的GPS定位系统是其中的一种应用方式，通过使用单片机作为主控芯片，实现对GPS模块的控制和数据处理，可以实现车辆、人员等的实时定位和追踪。
本文将对基于单片机的GPS定位系统进行综述，包括定位原理、系统组成、关键技术以及应用场景等方面的内容。
1. 定位原理GPS定位系统是基于卫星信号的定位技术，通过接收来自卫星的定位信息，利用三角测量等方法计算出自身的地理位置。
GPS系统由24颗卫星组成，其中至少有4颗卫星同时可见时，就能够确定一个点的位置。
基于单片机的GPS定位系统通过接收和解析卫星发射的导航信号，计算出自身的经纬度信息，从而实现定位功能。
2. 系统组成基于单片机的GPS定位系统主要由三个部分组成：GPS模块、单片机和显示模块。
2.1 GPS模块：GPS模块是实现定位功能的关键部件，它接收卫星发射的导航信号，并将信号转换为数字信号供单片机使用。
GPS模块通常包括天线、接收机和定位引擎等部分。
2.2 单片机：单片机是系统的核心处理器，负责接收和处理GPS模块传递过来的定位数据，并进行进一步的计算和控制。
单片机通常采用较为低功耗的微控制器，具有较好的计算和控制能力。
2.3 显示模块：显示模块将通过单片机处理的定位数据展示给用户，可以采用LCD液晶显示屏、LED数码管等形式，以直观的方式展示地理位置信息。
3. 关键技术基于单片机的GPS定位系统设计中，涉及到以下几个关键技术：3.1 GPS信号接收与解析：GPS信号由卫星发射，经过天线接收后需要进行解析。
这个过程包括信号放大、频率合成、数字信号处理等环节，需要设计合适的电路和算法来实现。
3.2 数据处理与计算：单片机接收到GPS模块传来的经纬度等数据后，需要进行进一步的计算和处理。
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。
GPS系统文献综述和参考文献GPS系统可以为全球任意地点，任意多个用户有效的提供全天候、高精度、连续实时的三维定位、三维测速及高精度时间基准。
由于这一定位系统在定位、导航、时间基准等应用方面的高效率和高精度，早期为军事服务，现已在各个学科实践中有广泛的应用，地质勘测及大地测绘等领域则较早的引入了GPS技术。
包括地质能源资源勘探、各类工程测量、板块移动、地震监测等关乎国计民生的重要领域在大量使用GPS定位技术[1]，其中定位方法有：伪距差分定位法、载波相位差分定位测量及干涉测量等，以及后续发展的三重差算法等。
所以在勘探过程中合理选择定位技术用最小的成本换取最好的结果。
28736我国在工程项目及科研领域使用GPS技术进行定位已有多年历史，中国科学院、地质矿产部等单位及部门相继从美国购入GPS全球卫星定位系统。
早在1986年我国在西北边疆地区完成了卫星定位网。
由于我国处于多震的位置，地处环太平洋和地中海—喜马拉雅这两个地震带交界处，是地球上目前最活跃的地震带之一。
石油天然气总公司物探局自1988年引进GPS技术，已组建了5个卫星定位队，至今已为油气资源勘探提供近3000个卫星定位点，充分保证在复杂困难地区勘探工作的顺利进行，在塔里木油气资源勘探中有着不可磨灭的贡献，在内蒙古的二连盆地的测绘工作同样也大量依托GPS技术。
目前技术水平，我国静态定位精度完全可达到毫米级，动态定位精度达。
如今使用广泛的定位方法有两种：第一是利用普通手持GPS工作，此方式在精度要求较低（误差10m）情况下定位，如地质考察、地质取样、大范围进行重力勘测以及电法和磁法勘探等。
其次就是采用专门的差分GPS定位技术和设备，其精度可达厘米级甚至毫米级，故广泛应用在定位精度要求较高的环境中，如地震炮点及接收点测量、小范围内地球物理勘测和工程勘探。
源自！六%维^;论:文(网.加7位QQ3249'114上述方法在小范围内勘探领域基本上不存在时间及成本问题，但在万道/十万道级大规模3D地震勘探工程中需多次进行数十万个接受点的定位测量，时间成本及经济成本严重制约了当今3D地震勘探的发展。
基于单片机的GPS全球卫星定位系统设计摘要GPS即全球定位系统，它是一个中距离圆形轨道卫星定位系统，可以为地球表面绝大部分地区提供准确的定位和高精度的时间基准。
GPRS是在GSM 的系统基础上引入新的部件而构成的无线数据传输系统。
本文设计了一种基于GPRS的车载卫星定位系统，系统采用单片机作为处理器，通过GPRS网络建立无线通信链路，把车载移动终端GPS定位信息传到网上的服务器，实现在线实时监测车辆行驶各类信息，实现了控制中心实时监测车辆行驶状态，完成了车辆定位的目的。
关键词单片机；GPS；系统设计1 硬件电路设计本系统选用Microchip公司的PIC8位单片机16F877作为主控元件，选用国产GPS导航模块E580接收GPS卫星号。
E580是16通道的高感GPS接收模块，可以多跟踪16颗GPS卫星，跟踪灵敏度可达-158dBm，数据跟新率可达1次/s，而且功耗较小。
D/A转换芯片选用美国MAXIM公司的8位串行D/A芯片MAX518.电平转换芯片选用2片MAX232。
2 GPS接收模块与单片机接口电路设计单片机与GPS模块通过工作在异步方式的串行通讯接口实现通讯。
E580模块外围电路连接如图1。
3 软件设计软件设计包括MCU的程序设计和PC机端的软件设计。
在MCU上的程序包括主要由A/D转换模块、单片机内部数据处理模块和温度显示模块等3部分构成，便于修改和维护。
1）串口通行模块。
串口通信的主要功能是：接收时，把外部单线输入的数据变成一个字节的并行数据送入MCU内部：把需要发送的一个字节的并行数据转为单线输出。
2）信息接受处理。
在串口收到信息以后，先判别是否为语句引导头“$”，然后再接收信息内容，然后根据语句标识区分出信息类别以对收到进行处理显示。
3）主程序设计，如图2。
4 调试调试是一个不断地找出其中的错误，并进行解决，然后再重复，直至系统可以正常运行为止。
系统的硬件调试与软件调试是分不开的，许多硬件故障是在调试软件时才被发现和纠正的。
GPS定位应用开发综述【文献综述】毕业论文文献综述电子信息工程GPS定位应用开发综述摘要：随着计算机技术，无线通信技术和社会网络概念的深入发展和结合，人们对于位置信息的需求不断扩大，获取移动定位信息的定位技术已成为当前的研究热点。
传统的定位技术比较成熟，但是成本很高，这样就出现了利用软件实现而无需在移动终端或者网络端添加硬件的方法，即基于数据库的定位技术(DCM)。
该方法的定位精度要优于传统的定位技术，可以满足普通用户的定位需求以及相关的位置服务。
关键词：Windows Mobile；GPS定位；Visual Studio 20081．引言国内自2008年奥运会以来，移动商务应用将更加普及，包括手机搜索、手机电视等个性化服务将得到更广泛的应用，企业级移动应用也将更加广泛。
移动通信运营商、设备和终端厂商、服务提供商等产业链各方，都面临着巨大的发展机遇，特别是3G服务的加速到来。
尽管手机定位技术可以和其它不同的行业结合产生不同的应用，但获取衣食住行方面的实用信息以及基于娱乐的位置游戏等需求仍是个人消费市场的主要应用热点[1]。
2. GPS定位的原理与应用2.1 GPS定位的原理GPS全球定位系统主要有三大组成部分，即空间星座部分、地面监控部分和用户设备部分。
GPS 的用户设备主要由接收机硬件和处理软件组成。
用户通过用户设备接收GPS卫星信号，经信号处理而获得用户位置、速度等信息，最终实现用GPS进行导航和定位的目的。
按目前的方案，全球定位系统的空间部分使用24颗卫星组成卫星星座。
24颗卫星均为近圆形轨道，分布在6个轨道面上(每轨道面四颗)。
卫星的分布使得在全球的任何地方，任何时间都可观测到四颗以上的卫星，并能保持良好定位精度[2]。
这就提供了在时间上连续的全球导航能力。
GPS的基本定位原理是：卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用户接收到这些信息后，经过计算求出接收机的三维位置、三维方向以及运动速度和时间信息。
基于单片机的GPS定位系统设计研究进展GPS定位系统是一种利用全球定位系统（GPS）卫星进行定位的技术。
它可以通过接收来自卫星的定位信号，计算出接收器的位置以及相关的信息。
在当今社会，GPS定位系统广泛应用于交通管理、导航仪器、军事设备等领域。
本文将探讨基于单片机的GPS定位系统设计的研究进展。
1. GPS定位系统原理GPS定位系统的基本原理是通过接收至少四颗卫星发出的信号，并计算出信号的传播时间差来确定接收器的位置。
在GPS定位系统中，至少需要接收到4颗卫星的信号才能进行准确的定位和测量。
2. 基于单片机的GPS定位系统设计基于单片机的GPS定位系统设计是将GPS接收器与单片机进行集成，以实现位置定位、导航和数据处理等功能。
单片机作为中央处理单元，负责接收和处理来自GPS模块的信号，并将定位结果通过显示屏或其他输出设备显示出来。
3. 单片机选择与接口设计在设计基于单片机的GPS定位系统时，选择合适的单片机至关重要。
单片机应具备足够的计算和处理能力，支持通信接口和外围设备的连接。
例如，常用的单片机有STM32、Arduino等。
同时，还需要考虑单片机与GPS模块之间的接口设计，确保数据传输的可靠性和稳定性。
4. 电源管理与功耗优化基于单片机的GPS定位系统通常需要考虑电源管理和功耗优化。
由于GPS模块和单片机本身的功耗较高，需要合理设计电源电路，以降低系统的功耗和延长电池寿命。
常见的功耗优化方法包括将GPS模块和单片机设置为低功耗模式、优化代码，以及合理选择电源供应电压等。
5. 数据处理与应用开发基于单片机的GPS定位系统不仅可以实现位置定位功能，还可以进行数据处理和应用开发。
例如，可以根据定位结果进行路径规划和导航功能的开发，将定位数据与地图数据进行关联，以实现更智能的导航功能。
此外，还可以将定位数据传输到云服务器进行存储和分析，以实现更复杂的数据处理和应用开发。
6. 系统可靠性与精度提升在设计基于单片机的GPS定位系统时，系统的可靠性和定位精度是需要考虑的重要因素。
基于单片机的GPS定位系统设计研究综述GPS定位系统是一种基于全球卫星定位系统的技术，通过接收卫星发射的信号来确定地理位置。
单片机是一种集成电路，在嵌入式系统中广泛应用。
基于单片机的GPS定位系统设计研究集合了这两种技术，具有较高的实用性和应用价值。
首先，基于单片机的GPS定位系统设计研究需要明确系统的功能需求和设计目标。
这包括确定系统的定位精度要求、功能模块划分、数据处理和通信等方面。
通过明确需求和目标，可以为系统的设计和实现提供明确的指导。
在功能模块划分方面，基于单片机的GPS定位系统通常包括GPS接收模块、数据处理模块和通信模块。
GPS接收模块负责接收卫星发射的信号，并解析和提取定位信息。
数据处理模块对接收到的定位信息进行处理和计算，确定地理位置。
通信模块负责与其他设备或系统进行数据交互，如实时定位数据上传和远程控制等。
为了提高系统的定位精度，设计研究中可以引入增强定位技术。
例如，可以结合惯性导航系统（INS）和地面台站网络等技术，进一步提升定位精度和鲁棒性。
INS可以通过测量加速度和角速度等信息，结合GPS定位结果，对位置进行改进和修正。
地面台站网络可以利用多基站之间的信号时差差分定位算法，消除大气延迟等误差，提高定位的精度和可靠性。
在系统设计过程中，还需要考虑功耗、成本和体积等方面的限制。
单片机作为嵌入式系统的核心，应当能够满足系统的需求，并具有较低的功耗。
此外，成本和体积也是设计中需要考虑的因素，系统需要在满足功能需求的同时，具备一定的经济性和可实现性。
设计研究中还需要关注系统的稳定性和可靠性。
稳定性是指系统在各种环境条件下，如天气变化、信号干扰等情况下的工作表现。
可靠性则是指系统能够持续地提供准确的定位信息，具备良好的工作稳定性和长期使用能力。
为了验证设计研究的有效性，可以进行实验和仿真研究。
通过搭建实验平台，采集实际的GPS定位数据，并进行数据处理和分析，以评估系统的性能和精度。
基于单片机的GPS定位系统基于单片机的GPS定位系统随着科技的不断发展，定位系统在各个领域的应用越来越广泛。
基于单片机的GPS定位系统，将单片机技术和GPS技术相结合，具有体积小、功耗低、性能稳定等优点，被广泛应用于智能交通、人员跟踪、车辆监控等领域。
本文将详细介绍基于单片机的GPS定位系统的设计和实现方法。
一、系统概述基于单片机的GPS定位系统主要包括单片机、GPS模块和外部设备等组成部分。
其中，单片机作为主控芯片，负责系统的数据处理和控制信号输出；GPS模块负责接收GPS信号，并提取出位置信息；外部设备包括存储器、显示设备等，用于存储和显示定位信息。
二、GPS模块GPS模块是整个定位系统的核心部分，其性能直接影响到整个系统的精度和稳定性。
选择一款合适的GPS模块对于系统设计至关重要。
目前，市场上主流的GPS模块均支持NMEA-0183协议，该协议规定了GPS接收机与计算机或其他设备之间的通信协议，使得GPS数据能够被单片机等设备读取和处理。
三、单片机单片机是整个系统的控制核心，需要具备处理数据和控制外部设备的能力。
考虑到系统的功耗和性能要求，选择一款具有低功耗、高性能的单片机至关重要。
常用的单片机包括STM32、ARMCortex-M系列等。
四、系统设计基于单片机的GPS定位系统的设计主要包括硬件电路设计和软件程序设计两部分。
硬件电路设计主要包括单片机、GPS模块、外部设备等部分的电路设计。
其中，单片机与GPS模块之间的通信接口需要遵循NMEA-0183协议，同时还需要考虑单片机的电源供电、信号干扰等问题。
软件程序设计主要包括单片机的程序设计和GPS数据的处理。
单片机的程序设计需要根据系统的需求进行编写，包括对外部设备的控制、数据处理等。
GPS数据的处理需要将接收到的GPS数据进行解析，提取出位置信息，并将其存储或传输给外部设备。
五、实现细节在实现基于单片机的GPS定位系统时，需要注意以下几点：1、单片机与GPS模块之间的通信接口需要遵循NMEA-0183协议，否则可能导致数据读取错误。
东海科学技术学院毕业论文（设计）文献综述题目：简易GPS定位仪的设计系：机电系学生姓名：专业：班级：）指导教师：起止日期： 2日“简易GPS定位仪的设计”文献综述前言随着当代科学技术的发展，GPS的应用已涉及到国民经济的各个领域，特别是消费市场的发展以GPS为代表的卫星导航产品在市场中大量的出现，而本设计是比较简单的GPS 显示时间的功能设计.本系统选用的是以A T89C52单片机芯片为系统的控制芯片，GPS处理模块来接收卫星的信号带背光LCD做为时间信息的显示。
本系统只是简单的显示时间信息和市场上带有电子矢量地图的GPS来比较就显的比较简单。
以下介绍本课题相关的参考文献信息，以便使读者更清楚地了解该课题的相关技术要求以及发展动态等内容。
主题GPS时钟主要的设备是GPS处理模块的选择﹑显示器的选择和微处理器的选择，随着信息、交通、安全防卫、农业、渔业、防灾救灾、环境监测等建设方面都需要GPS时间信息的发展，对GPS提出了越来越高的要求[1]。
GPS是一种跨学科集成的技术，本设计用到的是基于单片机来实现对GPS的控制，而市场上GPS的供应商提供的功能更加丰富，根据目前的了解GPS嵌入到手机将会得到实现，全球最大的手机公司NOKIA将会在手机中增加GPS的功能，更加有可能的是GPS的功能决定未来的手机的的等价价位。
因此GPS将会在未来发挥很大的作用[2,3]。
本设计将以A TEML的单片机技术为核心对GPS发送的信号进行处理并送到液晶显示器显示的设计，所以就需要熟悉单片机系统设计的基本方法，熟练掌握单片机系统的整体设计思路。
要熟悉单片机的内部硬件结构、各种软件功能、I/O口、中断、内部存储器、GPS 的原理、显示器的控制等，以及使用Protel99软件、设计并绘制电路的原理图和PCB图，这些知识点的掌握是高效的完成本次设计的关键[4,5]。
以上的一些知识点参考了楼然苗, 李光飞编写的《51系列单片机设计实例》第一部分、孙燕，刘爱民编写的《Protel99设计与实例》，这些文献的参考为自己在设计电路时提供了帮助[6,7]。
本科毕业设计(文献综述）题目基于单片机的GPS定位系统设计姓名专业学号201指导教师信息工程学院二○一五年五月基于单片机的GPS定位系统设计基于单片机的GPS定位系统设计文献综述前言GPS卫星导航定位技术于上世纪80年代末引入中国，目前主要在大地测量（测绘、勘探)、海上渔业和车辆定位监控等领域得到了比较广泛的应用.在全球GPS应用领域中，车辆应用所占的比重最大，目前约占总数的40％以上。
1996～1997年间是GPS车辆跟踪系统市场的调整和充实时期。
主要是公安、金融等部门利用其专用的常规无线电台（异频单工电台）通信系统和模拟集群系统,在全国三四十个城市建成了金融运钞车和公安交警车辆跟踪系统。
1998～2000年GPS车辆跟踪系统市场出现了快速增长的势头。
随着我国GSM数字移动通信系统的快速发展与全国普及，作为系统瓶颈问题的通信网络通过采用GSM公众网的短信息服务找到了新的出路,这对GPS车辆跟踪系统的发展起极大的促进作用[3］。
我国现在拥有世界上最大潜力的卫星导航应用市场.经过十多年的发展，我国的卫星导航用户设备市场化的条件日趋成熟，批量化用户群体正在逐步形成，已进入应用行业高速发展的时期。
美国联邦通信委员会规定，到2005年美国95％的用户手机必须配有定位能力，2003年底前，95％的新手机有定位能力。
而移动电话与GPS结合是最好的解决办法。
目前,国际上一些主流手机制造商如诺基亚、爱立信和三星等已开始使用集成的GPS芯片，而日本的日本电信电话移动通信网公司、KDDI和美国的Sprint、Verizon、网信公司等电信运营商也已开始或计划提供基于GPS手机的位置服务［4]。
1 GPS定位研究的意义GPS(Global Position System)是全球定位系统,具有全天候、高精度的特点，伴随着硬件配置的不断提高,应用领域也在不断的扩展，并逐步深入到了人们的日常生活中。
GPS已经在经济、军事、科研和社会生活各领域得到了广泛应用，发挥着重要的作用。
基于单片机的GPS定位系统设计文献综述引言全球定位系统（GPS）是一种基于卫星导航系统的定位技术，旨在确定接收器在全球范围内的准确位置和时间。
由于其高精度和广泛的应用领域，GPS定位技术已成为许多领域的重要组成部分，包括航空航天、交通运输、地质勘测以及智能导航等。
尤其在基于单片机的应用中，GPS定位系统的设计更是具有重要意义。
本文将综述基于单片机的GPS定位系统设计的相关文献，以期为相关领域的研究和开发提供参考。
GPS定位系统的基本原理GPS定位系统基于卫星导航系统，其基本原理是通过接收来自多颗卫星的信号，并通过对信号进行解算和处理，确定接收器的位置信息。
其主要包括以下几个步骤：1.接收卫星信号：GPS接收器通过天线接收来自多颗卫星的信号，包括卫星的位置、时间以及导航数据。
2.信号解算：GPS接收器对接收到的信号进行解算，计算其距离、速度和时间等信息。
3.定位计算：根据接收到的多颗卫星信号和解算结果，通过三角计算法或其他定位算法，计算出接收器的准确位置。
4.数据处理与显示：GPS接收器对定位结果进行处理和显示，以便用户了解接收器的位置和导航信息。
基于单片机的GPS定位系统设计实例1. 硬件设计在基于单片机的GPS定位系统设计中，硬件设计是一个重要的方面。
例如，一些研究通过选择合适的GPS接收器模块、天线和其他外围设备，实现了低成本、小体积和低功耗的GPS 定位系统。
2. 软件设计软件设计是基于单片机的GPS定位系统设计中另一个关键的方面。
一些研究通过编写适当的嵌入式软件，实现了GPS信号的接收、解算和定位计算。
此外，还开发了一些功能强大的软件算法，用于提高定位精度和降低计算复杂度。
3. 定位算法在基于单片机的GPS定位系统设计中，定位算法是一个关键的研究方向。
许多研究使用三角计算法、卡尔曼滤波算法和粒子滤波算法等定位算法，以实现准确的位置计算和跟踪。
4. 数据处理与显示数据处理与显示是基于单片机的GPS定位系统设计中的一个重要环节。
毕业设计论文基于单片机的简易GPS定位信息显示系统设计摘要GPS是Global Positioning System的缩写，即全球定位系统。
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。
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。
单片机与OEM板采用串口通信，由单片机接受GPS信息，对其解码，再通过LED显示信息。
GPS的信息显示是轮流显示时间、经度、纬度的。
本文介绍使用GARMIN公司的GPS25-LVS系列OEM (Original Equipment Manufacturer)接收板及单片机实现实时时间、经纬度等综合信息显示的设计方法。
通过对GPS OEM板和LED显示模块的研究，设计了GPS定位信息的采集与显示系统。
重点介绍了利用单片机89C51对GPS OEM板的控制来实现定位数据的采集与传送，以及将定位数据传送至液晶模块进行显示的过程。
实践证明，该系统显示的时间非常精确、定位精度高，能满足一般应用项目的使用，具有一定的实用价值。
关键词：单片机；数据采集；定位信息；GPS OEM板；LED显示AbstractGPS is the acronym for Global Positioning System,the Global Positioning System.Its purpose is on a global scale aerial targets on the ground and accurate positioning and monitoring.The design is based on the AT89C51 microcontroller to achieve the simple GPS positioning information display system. The main control system completed accept data，show time, longitude, latitude and other conventional features.SCM and OEM board serial communication links used by the microcontroller to accept GPS information, decode it, and then through the LED display information.GPS information is displayed cycle time, longitude and latitude.This paper describes the use of GARMIN's GPS25-LVS series of OEM (Original Equipment Manufacturer) receiving board and SCM implementation the time,latitude and longitude of real-time, and other comprehensive information shows that the design method.Through studying on GPS OEM board and LED display module,the collection and display system of GPS’s inf ormation are designed.By using single chip computer 89C51,the GPS OEM board is controlled,thus the collection and transmission of the orientation data are realized.The orientation data are delivered to LED model for display. The practice proves that the time displayed by the system is very accurate,and the precision of orientation is high.The system satisfies the usage of the general application and certainly offers p ractical value.Keywords:Single-Chip;Data Acquiring;Orientation information;GPS OEM board; LED display目录基于单片机的简易GPS定位信息显示系统设计 (1)摘要 (2)ABSTRACT (3)目录 (4)插图清单 (5)插表清单 (6)引言 ............................................................................................................................... - 1 -第1章GPS简介及基本理论............................................................................................. - 3 -1.1 关于GPS的概述 ........................................................................................................................ - 3 -1.2 GPS的组成 .................................................................................................................................. - 4 -1.3 GPS信号结构 .............................................................................................................................. - 7 - 第2章硬件电路设计 ......................................................................................................... - 8 -2.1 单片机最小系统介绍.................................................................................................................. - 8 -2.1.1 AT89C51引脚介绍 ........................................................................................................... - 8 -2.1.2 复位电路......................................................................................................................... - 10 -2.1.3 时钟电路......................................................................................................................... - 11 -2.2显示电路 .................................................................................................................................... - 11 -2.2.1 LED显示器结构............................................................................................................. - 11 -2.2.2 LED显示器工作原理..................................................................................................... - 12 -2.2.3 LED显示器驱动电路..................................................................................................... - 12 -2.3 控制系统的硬件原理................................................................................................................ - 13 -2.3.1 GPS25-LVS系列OEM接收板硬件接口 ...................................................................... - 13 -2.3.2 单片机控制系统的硬件电路原理................................................................................. - 14 - 第3章软件部分设计 ....................................................................................................... - 14 -3.1 GPS25-LVS的信息输出格式.................................................................................................... - 14 -3.2 单片机的信息接收处理............................................................................................................ - 15 -3.3 主程序设计 ............................................................................................................................... - 16 - 第4章调试 ....................................................................................................................... - 21 -结论与展望 ......................................................................................................................... - 22 -致谢 ............................................................................................................................. - 23 -参考文献 ............................................................................................................................. - 24 -附录A：总图 ................................................................................................................................... - 25 - 附录B：外文文献及译文............................................................................................................... - 26 - 附录C：主要参考文献及摘要...................................................................................................... - 32 - 附录D：部分源程序..................................................................................................................... - 34 -插图清单图1-3 GPS信号的产生 (5)图1-2 GPS接收机基本结构 (6)图1-3 GPS信号的产生 (7)图1-4 GPS信号构成图 (7)图2-1 硬件电路框图 (8)图2-2 89C51引脚图 (9)图2-3 复位电路的设计 (11)图2-4 时钟电路的设计 (11)图2-5 LED显示器管脚图 (12)图2-6 LED驱动电路 (13)图2-7 GPS25—LVS板引脚接口功 (15)图3-1 串口中断程序流程图 (17)图3-2 主程序流程 (18)图3-3 时差修正部分程序流程图 (20)插表清单表2-1 复位后寄存器状态 (6)引言GPS卫星导航全球定位系统问世以来，在导航、定位领域发展势头迅猛，引起世界各界人士的关注。
常州机电职业技术学院毕业设计（论文）作者：印坤学号：******** 系部：信息工程系专业：应用电子技术题目：基于单片机的GPS导航装置设计指导者：左亚旻评阅者：2015 年7 月毕业设计（论文）中文摘要本文以基于单片机的GPS导航装置设计为主要内容，围绕“单片机控制GPS 模块实现定位导航功能”这一热点课题，利用u-blox公司的GPS模块和美国Cygnal 公司的C8051F020单片机，制作了GPS接收板和相应的数据处理、控制终端。
给出了系统的总体设计方案并阐述了终端设计方法、开发方法和开发过程。
文中首先阐述了课题涉及的相关知识，主要包括定位导航的原理、系统组成、技术特点。
并从系统功能和系统结构出发，通过分析比较选出合适的实现方案，在此基础上对系统所需硬件模块的选取作了简要介绍。
然后针对系统的硬件设计、软件设计和软硬件联合调试等方面展开论述。
本系统硬件设计分为两部分.:第一部分，接收板是以u-blox公司的GPS模块为核心并结合相关的外围电路实现。
其中，接收天线的选取、天线座到模块RF 1N端的50欧姆阻抗匹配设计以及电源模块的设计等都在本文中作了详细阐述。
第二部分，作为导航数据处理，定位控制以及显示部分的设计，对单片机、液晶屏(OCM12864)以及相关串口设计等也做了相应介绍。
本系统的软件设计，采用C51语言编程，完成了单片机初始化程序、主程序(定位数据接收、处理)、液晶屏(OCM12864)初始化和显示程序的设计。
最后文中详细描述了系统的实验调试过程、所遇到的问题以及解决方法，通过调试、修改，成功实现小范围的定位导航，完成课题设计的要求。
并在此基础上提出了下一步的研究方向和工作。
关键词:GPS; C8051F020;阻抗匹配;OCM12864;目录第1章绪论 (5)1.1论文的研究背景 (6)1.2国内外研究现状及研究意义 (7)1.3本文的研究内容 (8)1.5论文的组织 (10)第2章卫星定位系统相关技术 (10)2.1 GLONASS(格鲁纳斯)卫星定位系统 (10)2.1.1系统组成 (10)2.1.2技术特点 (11)2.2伽利略卫星定位系统 (11)2.2.1系统组成 (12)2.3中国“北斗”导航系统 (12)2.3.1系统组成 (12)2.3.2技术特点 (12)2.3.3定位原理 (13)2. 4 GPS卫星定位系统 (14)2.4.1 GPS系统的组成 (14)2.4.2技术特点 (15)2.4.3定位原理 (16)2.5目前各种卫星定位系统的比较 (18)2. 6 GPS系统的优点 (19)2. 7 GPS通信协议 (19)第3章系统总体设计 (20)3.1系统功能 (20)3.2系统的组成 (21)3.3系统方案选取 (21)3.3.1常见导航定位系统实现方案 (21)3.4定位导航终端的硬件模块的选取 (22)3.4.1单片机的选取 (22)3.4.2 GPS模块的选取 (22)3.4.3液晶显示模块的选取 (23)第4章系统硬件设计 (23)4.1系统终端的总体硬件结构 (23)4.1.1 GPS接收板的设计 (23)4.1.2单片机控制模块设计 (24)4.1.3 LCD模块电路设计 (25)4. 2 GPS接收板设计 (25)4.2.1 GPS模块LEA-5H介绍 (25)4.2.2天线的选取 (28)4.2.3阻抗设计 (29)4. 2. 4电源供电模块设计 (29)4.2.5 RS--232串口模块设计 (30)4.2.6工作指示电路设计 (31)4. 3单片机控制模块设计 (32)4. 3.1单片机C8051F020介绍 (32)4. 3.2 C8051 F020单片机的接口电路设计 (35)4.4 RS--232C串口模块设计 (37)4.4.1 RS--232C总线标准与电气特性 (37)4.4.2串行口电平转换芯片的选取 (37)4. 5 LCD显示模块 (38)4. 5. 1 OCM12864介绍 (38)4. 5. 2 LCD显示模块与C8051F020单片机硬件接口设计 (39)4.6系统抗干扰设计 (40)4.6.1 PCB抗干扰设计 (40)4.6.2软件抗干扰设计 (41)第5章系统的软件设计 (41)5. 1系统时钟初始化 (41)5.2 1/0口的初始化 (42)5.3 UARTO的初始化 (44)5. 4 LCD模块的初始化 (45)5.4.1指令描述 (45)5.4.2接口时序 (47)5.4.3 LCD模块的初始化程序[Zs} (48)第6章系统调试及结论 (50)6. 1系统调试软件介绍 (51)6. 2接收板硬件系统调试 (51)6. 3单片机硬件系统调试 (55)第7章结论 (56)7. 1结论 (56)7.2建议 (57)致谢 (57)参考文献 (57)附录 (59)附录A管脚分配图 (59)附录A. l GPS LEA-5H模块引脚封装图 (60)附录B电路原理图 (61)附录B.1 GPS接收板原理图 (62)附录C本文所用到的英文检索词 (63)第1章绪论众所周知，全球定位系统(Global Positioning System，以下简称GPS)是一种广泛使用的卫星定位系统，在地球上空分布有24颗卫星，用户通过GPS接收机接收卫星信号，就可以实时地获得高精度的三维位置/速度和时间信息，给车辆、轮船等交通工具的导航定位提供了具体、实时的定位能力。
单片机GPS定位系统的设计与应用综述摘要：单片机（Microcontroller）是一种集成了微处理器、存储器和输入/输出设备的集成电路芯片，广泛应用于各种领域。
而全球定位系统（GPS）则是一种由美国开发的卫星导航系统，可以提供全球范围内的精准定位和导航服务。
本文综述了单片机与GPS技术的结合，介绍了单片机GPS定位系统的设计原理、硬件搭建和应用领域。
一、设计原理单片机GPS定位系统的设计原理基于以下几个关键要素：1. GPS模块：GPS模块是将接收到的卫星信号转换为可供单片机处理的电信号的硬件设备。
它负责从卫星接收GPS信号，并把解码后的数据通过串口或I2C总线传输给单片机进行处理。
2. 单片机：单片机作为整个系统的核心，负责接收GPS模块传输的数据，并进行解析、处理、存储等操作。
它可以根据接收到的GPS数据计算出当前的经纬度、速度、航向等信息。
3. 外围设备：为了增强单片机GPS定位系统的功能，可以添加一些外围设备，比如LCD显示屏、蜂鸣器、SD卡等，以方便数据的显示、存储和报警等功能。
二、硬件搭建单片机GPS定位系统的硬件搭建需要以下几个主要的组成部分：1. GPS模块：选择一款符合需求的GPS模块，可直接通过串口或者I2C总线与单片机进行连接。
2. 单片机：选择一款适合的单片机，常用的有AVR、PIC等系列，根据系统需求选择合适的型号。
3. 外围电路：包括供电电路、晶振电路、通信电路等。
在硬件搭建中需要注意的问题：1. 电源供应稳定：为GPS模块和单片机提供稳定的电源是系统正常运行的关键。
2. 通信接口选择：根据GPS模块的类型选择适当的通信接口，如UART或I2C 等。
3. 接地和屏蔽：在布线时需要注意接地和屏蔽，以提高系统的抗干扰性能。
三、应用领域单片机GPS定位系统广泛应用于以下几个领域：1. 车辆定位与导航：通过安装在车辆上的单片机GPS定位系统，可以实时获取车辆的位置信息，并提供导航功能，方便车辆管理和导航。
文献综述1 前言此节引用了参考文献[1]的内容，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系统由空间部分、地面监控部分和地面接收机部分组成。
GPS定位技术的基本原理是利用测距交会定位的方法。
用户接收机接收到卫星发播的信号并利用本机产生的伪随机噪声码取得距离观测量和导航电文；根据导航电文提供的卫星位置和钟差改正信息计算接收机的位置。
由于GPS具有全球覆盖以及精度高、定位速度快、实时性好、抗干扰能力强等特点。
近年来GPS 在在国内外得到广泛的应用，在经济、军事、科研和社会等各个领域发挥了极大的作用，已成为信息时代不可缺少的一部分。
2 GPS的发展以及应用2.1GPS技术历史背景此节引用了参考文献[2]的内容，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。
陆地、海洋和空间的广大用户，只要持有一种能够接收、跟踪、变换和测量GPS信号的接收机，就可以全天时、全天候和全球性地测量运动载体的七维状态参数和三维状态参数。
其用途之广，影响之大，是任何其他无线电接收设备望尘莫及的。
不仅如此，GPS卫星的入轨运行，还为大地测量学、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。
2.2 GPS应用此节引用了参考文献[3]的内容，纵观现状，GPS技术有下述用途。
1.GPS技术的陆地应用各种车辆的行驶状态监控；旅游者或旅游车的景点导游；应急车辆（如公安、急救车等）的快速引导行驶；高精度时间比对和频率控制；大气物理观测；地球物理资源勘探；工程建设的施工放样测量；大型建筑和煤气田的沉降检测；板内运动状态和地壳形变测量；陆地以及海洋大地测量基准的测定；工程、区域、国家等各种类型大地测量控制网的测量和建设；请求救援在途实时报告；引导盲人行走；平整路面的实时监控，精细农业。
文献综述
电子信息工程
基于单片机的GPS定位系统设计综述
摘要：本文简要描述了GPS定位系统的应用现状和未来的一个发展趋势以及GPS接收器的一些结构特征。
设计了几种基于单片机的GPS的方案，其中考虑到不同方案所具备的各自优势，例如功耗﹑性能﹑价格等等。
具体选择哪种方案需要更进一步的斟酌。
关键词：GPS；单片机；功耗
引言
全球定位系统（GPS）是20世纪70年代由美国开始研制，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[1]。
随着社会的发展和科学技术的进步，使得我们判别方向和确定距离的能力有了划时代的进步。
全球卫星定位系统GPS便是近年以来开打的最具有开创意义的高新技术之一，其全球性﹑全能性﹑全天候性的导航定位﹑定时﹑测速优势必然会在诸多领域中得到越来越广泛的应用[2]。
经过20多年的研究实践，现在GPS定位的应用已是多种多样。
不仅在航天﹑军事﹑科研领域需要涉及到GPS定位，在日常生活中人们也越来越多的感受到GPS定位的重要性。
一、GPS的应用现状
GPS业界流行这样一句话，“GPS的应用只受到人们想象力的限制”。
目前GPS的民用领域已经包括了陆地运输、海洋运输、民用航空、通信、测绘、建筑、采矿、农业、电力系统、医疗应用、科研、家电、娱乐等多个领域，而大家所熟知的汽车导航也只不过是其中的应用之一。
日本的GPS系统车载使用率高达59%，欧美约为25%。
中国汽车的GPS系统车载率不到2%。
用户迫切的需求造成了巨大的市场空洞，时刻寻找着利润增长点的各大IT厂商也蜂拥而至，或彻底转型或拓展业务，开始抢占这个巨大的蛋糕。
不但如此，GPS产业的迅猛发展还同时影响了其他并行产业链的发展，并使其交叠融汇，这也使得大量带有GPS功能的PDA、MP4、相机、手机等手持终端设备成为现今市场上的一大主流[3]。
二、GPS的未来前景
由于GPS技术所具有的全天候、高精度和自动测量的特点，作为先进的测量手段和新的生产力，已经融入了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域。
随着冷战结束和全球经济的蓬勃发展，美国政府宣布2000年至2006年期间，在保证美国国家安全不受威胁的前提下，取消SA政策，GPS民用信号精度在全球范围内得到改善，利用C/A码进行单点定位的精度由100米提高到20米，这将进一步推动GPS技术的应用，提高生产力、作业效率、科学水平
以及人们的生活质量，刺激GPS市场的增长。
据有关专家预测，在美国，单单是汽车GPS导航系统，2000年后的市场将达到30亿美元，而在我国，汽车导航的市场也将达到50亿元人民币[4]。
由此可见，在科技越来越发达的今天，各个领域所涉及到的GPS内容也越来越丰富，GPS 的用途也必将越来越广泛。
三、如何使用MSP430单片机来实现GPS的定位设计
MSP430F449是具有强大处理能力的16位单片机，采用了精简指令集结构，具有丰富的寻址方式(7种源操作数寻址、4种目的操作数寻址)、简洁的27条内核指令以及大量的模拟指令；大量的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算；还有高效的查表处理指令；有较高的处理速度，在8MHz 晶体驱动下指令周期为125ns，这些特点保证了可编制出高效率的源程序。
所以设计主要以
MSP430F449微控制器为中心，利用GR．89 GPS接收模块接收GPS信号，其可以同时追踪二十颗星，由于在某些情况下，GPS接收模块无法良好接收信号，以至系统无法处理显示出方位的准确三维信息，所以再使用SCPIO00压力传感器来定位出高度信息，这样就能提高系统的整体精度。
由于MSP430微控制器具有高达160段液晶驱动能力和超低功耗，适用于手持式智能仪器仪表的设计[5].。
[5]
系统结构图图1
系统集成了USB、GPS、Temperature Sense和Pressure Sense的智能仪器。
系统的结构框图如图1所示。
其中，MSP430为中央处理器，POWERMANAGE为电源管理模块，Flash是系统存储模块，USB和Bluetooth为信息传输模块，KEY为键盘输入模块，LCM液晶显示模块，PS为压力传感器模块，TS为温度传感器模块[5]。
由于本系统中对速度的要求不高，而且开发完整的USB与微控制器的接口需要大量的时间，在这里我们将简化USB接口的设计，将UART中的数据利用转换芯片转换成USB的数据类型。
采用FT8U232AM芯片，其提供了单片集成多功能数据传输解决方案[6]。
四、如何使用MCS_51单片机来实现GPS的定位设计
MCS- 51 系列单片机结构简单、功能丰富、价格低廉, 在消费电子和工业控制领域有着广泛的
应用。
将MCS- 51 单片机作为处理器构成的GPS 应用系统, 具有体积小巧、使用灵活的特点, 而且系统的结构和功能可以根据需求的不同进行个性化配置, 其性价比十分明显[7]。
MCS- 51 单片机的串行口采用TTL 电平, 而OEM 板的串行通信采用RS232C 标准电平, 故两者之间需要电平转换接口, 这可以通过MAX202 芯片实现。
GPS25LE 有2 个串行口, 其端口2 用来输入差分修正信息和输出卫星的原始测量信息, 而端口2 用来输入设定语句和输出定位语句, 因而只需将MCS- 51 的串行口与GPS25LE 串行口2 对应连接。
因此, 单片机与OEM 板的通信线路很简单[8]通信原理接口见图1。
图1通信原理接口
五、GPS接收机结构原理
整个GPS系统分为三个基本部分：空问部分．GPS卫星星座；地面控制部分-地面监控系统；用户设备部分-GPS信号接收机[9]（GPS接收机结构如图2）。
其中GPS信号接收机的任务是能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，并跟踪这些卫星的运行，对所接收到的GPS信号进行变换、放大和处理。
接收器由天线单元和接收单元组成。
天线单元包括接收天线和前置放大器接收单元：接收单元包括通道单元及计算和显示单元两部分。
通道单元的主要功能是接收来自天线单元的信号，经过变频放大、滤波等一系列处理过程，实现对GPS信号的跟踪、锁定、测量，提供计算位置的数据信息[10]。
图2接收机结构图
六、总结
通过对MSP430单片机和MCS- 51单片机的了解和分析，发现这两款单片机在GPS定位方面拥有各自的优势。
MSP430单片机拥有更为强大的存储器，而且在功耗方面也比较低。
MCS- 51单片机它的结构比较简单，所以它和GPS构成的系统使用非常的灵活。
总之，现在GPS产业发展的势头非常迅猛，在GPS定位方面更先进的技术也会涌现出来。
低成本，高性能永远是我们追求的目标。
参考文献：
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[2] Wang Hu,Chen Jihua,Huang Shoudao,Wang Yaonao. "The investigation of PWM
rectififier control method"[J].IEEE 2004-2.
[3] 赵海涛.产业白描:谈GPS发展这十年[EB/OL]，[2007-12-24]. http:// www.
/Article/1155.htm
[4] 千国强，邱致和．导航与定位一现代战争的北斗星[M].国防工业出版社，2000，5．
[5] 张靖武,周灵彬．单片机原理、应用与PROTEUS仿真[M].北京:电子工业出版社,2008．
[6] 张守信.GPS技术与应用[M].北京:国防工业出版社,2004．
[7] 龚福详,王庆,万德钧.GPS原始数据的双串口实时采集方法[J].电子测量与仪器学
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[8] 李洪涛,许国昌,薛鸿印等.GPS应用程序设计[M].北京:科学出版社,1999.
[9] 郭卫农，段善旭，康勇，陈坚．基于DSP实现的无差拍控制逆变器[J].通信电源技
术，2001
[10]郭卫农，段善旭，康勇，陈坚．电压型逆变器的无差拍控制技术研究[J]．华中理
工大学学报，2000，28(6)。
