最新——基于单片机的GPS定位显示系统

基于单片机GPS全球定位呼救系统摘要：本作品采用51单片机为主控芯片，设计并实现了自动求救系统。

给出了系统组成结构框图、主要的硬件电路和软件设计，并采用LCD12864液晶显示。

实践证明,该系统能达到自动求救功能。

关键词：单片机，自动求救，GSM模块，GPS模块，LCD显示。

引言随着科技的发展，移动技术的不断成熟，定位导航应用开辟了一个重要的新兴市场。

无论是用于航海导航还是用于搜救系统，都大大地缩短了确定位置的时间。

本设计利用GPS系统获取发生事故的位置，通过GSM网络将位置数据发送给求救对象，由于短消息业务是按发送的短信条数收费，只要短消息每次限制在140个字节即可，这个数据长度足够传送GPS定位信息。

可以以廉价的方式明确事故发生的地点。

本系统采用广泛使用且便宜的STC89C52单片机、SIRF 第三代GPS接收模块和GSM模块TC35i设计。

一、系统方案1.1 功能分析硬件系统中主要由主控制器、液晶显示模块、GPS模块和GSM 模块等组成。

使用GPS模块我们可以定位到具体的位置，然后通过GSM模块把定位到的经纬度发送到指定的手机上。

该系统可以应用于多种场合，比如航海路径导航，假设某轮渡发生碰撞等事故或者迷路，碰撞时该系统就会自动把准确的位置发送出去（包括经度和纬度），接收方就可以通过该经纬度通过导航在最短的时间到达事故地点进行救援；也可以应用于我们的日常家庭汽车中，在我们外出迷路时，我们只要按一下开关就可以把我们所处的具体位置发送出去，这样就很容易得到救助。

1.2 硬件框图图1 系统硬件框图1.3硬件介绍1.3.1 GPS模块1.卫星轨迹全球有24颗GPS卫星沿6条轨道绕地球运行(每4个一组)，GPS接收模块就是靠接收这些卫星来进行定位的。

但一般在地球的同一边不会超过12颗卫星，所以一般选择可以跟踪12颗卫星以下的器件就可以了。

当然，所能跟踪的卫星数越多，性能越好。

大多数GPS接收器可以追踪8～12颗卫星。

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。

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。

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。

基于单片机的经纬度定位显示装置设计摘要：全球定位系统(GPS)是以接收导航卫星信号为基础的非自主式导航与定位系统，有全球覆盖、全天候、连续实时提供高精度的位置、速度和时间信息的能力，具有很好的导航和定位功能。

GPS技术在通讯导航、遥感等众多学科领域得到极其广泛应用。

现在，GPS的外型设计已经转向便携式发展，踏入了寻常百姓的生活中[1]。

论文主要研究GPS接收机和单片机串行数据通信的基本原理和实现GPS定位信息的接收和定位信息在显示器上实时显示所在地的经纬度。

该定位系统完成后，定位精度能达到15m，所以该装置在测控领域的应用开发中具有一定的实用价值和借鉴价值。

关键词：GPS；接收机；单片机；串行通信卫星定位作用及原理由于卫星定位系统在军事上的战略意义，各国都在建立卫星定位系统。

如美国GPS卫星定位系统、俄罗斯GlONSS卫星定位系统、欧洲伽利略NAVSAT卫星系统和中国“北斗一号”系统。

人们在日常生产生活中已离不开卫星定位系统。

GPS（Global Positioning System,全球定位系统），是一个由24颗卫星组成的卫星系统。

可以保证在任意时刻，任何地点都同时检测到4颗卫星，以保证卫星可以采集到该观测点的经纬度和高度，从而实现导航、定位、授时等功能[3]。

系统设计1.系统结构系统硬件部分电路大致上可以分成电源、单片机系统及外围电路和LCD显示屏电路三部分。

电路为单片机控制的GPS器件，实现定位系统数据的采集和现实。

其中所使用的器件主要有3个，单片机89C52、GPS模块NEO-6M以及LCD显示模块。

在单片机控制下，按照需求显示接受到的数据。

以单片机为核心将GPS数据发送模块，LCD显示模块系统的结合形成一个整体，实现功能。

2.数据采集方案为了减少接收出错，采集数据时使用串行口中断数据接收方式。

方案①：直接接收，接收到的数据，先把串行口发送的数据接收到数据缓冲区后，再对数据进行处理。

GPS模块为一种智能模块，它每秒钟会发出几种数据，包括：$GPGGA、$GPRMC、等数据格式。

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。

基于51单片机的GPS 定位系统的设计戴陆兵（渭南师范学院 物理与电气工程学院 08级电信1班）摘 要 ：本系统采用AT89S52单片机为核心设计了一种GPS 定位系统，该系统利用JRC G591 GPS 模块和DS18B20模块完成了GPS 数据和温度的采集，并通过51单片机对数据进行处理后实时显示到LCD12864液晶显示器上。

完成了系统的硬件和软件的设计。

本系统具有性能好、精度高、体积小、价格低廉和应用广的特点。

关键词：GPS；单片机；LCD12864；定位；全球定位系统（Global Positioning System 简称GPS）是美国第二代军用导航系统，可实现全球范围内的实时导航和定位。

GPS 由太空卫星、地面控制系统、用户设备三个部分组成。

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，近年来在国内外得到了广泛的应用，在各个领域发挥了极大的作用，已成为了信息时代不可或缺的一部分[1]。

本设计采用AT89S51单片机为控制核心，设计的GPS 定位系统可以计算和显示日期、时间、经度、纬度、速度、海拔高度和实时温度等信息。

具有价格低廉、稳定性高和体积小等优点。

研究和开发GPS 定位系统具有十分重要的意义。

1 系统设计方案1.1 整体介绍本设计以ATMEL 公司单片机AT89S52为控制核心，控制GPS 信息的接收和DS18B20温度信息的采集，并通过一系列的运算和一个独立按键将接收到的信息实时分屏显示到LCD12864液晶显示器上。

本系统所显示的信息有当前经度、纬度、接收到的卫星数、总卫星数、定位与否、日期、时间、温度、速度、和海拔高度。

系统框图见图1。

图1 GPS 定位系统框图 U n R e gi s t e r e d1.2 GPS 模块介绍GPS 接收机只要处于工作状态就会源源不断的把接收并计算出的GPS 导航定位信息通过串口传送出去，在没有进一步处理之前，传送的数据是一长串字节流信息。

论文（设计）题目：基于单片机的GPS定位系统院－系：工学院—自动化系专业：电气工程及其自动化毕业论文（设计）开题报告别栏应填：应用研究、理论研究、艺术设计、程序软件开发等。

毕业论文（设计）任务书二．有关要求1．应收集的资料及主要参考文献（1）工具书[1]邱致和.王万义.GPS原理与应用[M].北京:电子工业出版社，2001[2]李维言.郭强.液晶显示应用技术，电子工业出版社，1999.8[3]李维言.郭强，周云仙.液晶显示应用手册，电子工业出版社，2002.8[4]陆爱明.单片机和图形液晶显示器接口应用技术，电子产品世界。

2001.9[5]余锡存.单片机原理及接口技术[M].西安:西安电子科技大学出版社，2000[6]戴佳.戴卫恒.51单片机C语言应用程序设计[M].北京:电子工业出版社.2006[7]彭为.单片机典型系统设计实例精讲[M].北京:电子工业出版社.2006（2）参考资料:[1]肖剑飞.嵌入式GPS通用卫星模拟器设计与实现[J].空间电子技术，2007.4[2]黄少锋.张尊泉，邓斌，黄斌.基于单片机采集与显示GPS定位信息系统的设计[J].空军雷达学院学报，2007.1[3]王古猛.GPS与单片机接口程序设计[J].电子测试，2007,7[4]黄凌.基于单片机的GPS信息处理系统[J].现代电子技术，2009,12[5]杨平.宋贽存.基于GPS-OEM板和单片机的GPS接收机的设计[J].东北林业大学学报，2009,52．外文翻译要求根据需求对部分内容进行双语说明，如封面、摘要等。

语法正确、条理清晰3、论文撰写(设计)要求（1）数据的处理与显示要求要求通过对GPS接收模块接收到的数据进行处理，经单片机运行程序后，然后让显示器显示出来，使数据可视化。

（2）程序编写要求根据我们之前的预期结果来进行编程，首先对Keil C的使用要熟练；其次要熟悉通信协议及硬件各个管脚的功能，然后定义管脚和编写子函数，再在主函数中调用子函数，这样可使程序简明易懂结构性较强而不易发生错误。

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。

2021年第1期信懇与电胭China Computer & Communication获件开成与雇用基于STM32单片机的北斗/GPS双模定位系统设计及测试苏日古格于新海•国芳王睿聪(河套学院机电工程系，内蒙古巴彦淖尔015000)摘要：本文采用高性能STM32单片机作为控制系统，通过北斗/GPS双模定位模块及有源天线采集定位数据，并用 上位机显示PVT信息，最终实现了成本低、延展性强、可广泛应用的双模定位系统。

通过外场测试验证发现，该系统的 定位精度较高，具有较强的实用性。

关键词：测试；北斗/GPS;STM32单片机中图分类号：U463. 6 文献标识码：A文章编号：1003-9767 (2021) 01-123-03Design and Test of Beidou/GPS Dual-mode positioning System Based onSTM32 Single Chip MicrocomputerSU Riguge,YU Xinhai*,GUO Fang,WANG Ruicong(Department o f M echanical and E le ctrica l Engineering,Hetao U niversity,Bayannaoer Inner M ongolia015000, China)A b s tra c t：This article uses high-perform ance STM32 sin g le-c h ip m icrocom puter as the control system,collects positioning data through the Beidou/GPS dual-m ode positioning module and active antenna,and uses the host computer to display PVT inform ation, and fin a lly achieves low-cost,strong scalab ility,and w idely applicable dual-m ode positioning system.Through fie ld test verification, it is found that the system has high positioning accuracy and strong pra c tic a b ility.K e y w o rd s:test;Beidou/GPS;STM32 m icrocontroller〇引言北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System, BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统，也是继GPS、GLONASS之后的第3个成熟的卫星导航系统。

设计制作数码世界 P .100们为了满足一些内心需求或是在完成某个目标所处的情境。

但实际上，能够真正的将问题称作“问题”时，是在人们内心需求的推动下，为了了解一些事物的真象所产生的行为。

在人们准确的理解问题概念的状况下，要明确以下两方面：首先要明确问题具体是指在一定的情境下，人们对未知事物的探索过程，要准确把握不同情境间的差异；其次要重视对未知事物的发现和解决过程，要充分相信其具有价值性。

3.2问题的类型及其特点某著名专家认为问题一般分为两种类型，分别是良构问题和劣构问题。

（1）良构问题是指在一定的条件限制下，要明确问题的已知条件，并在已知条件的作用下，能够运用这些数据与原理进行推测，从而获得有效的解决方式[7]。

在日常的校园教育中，良构问题是最为普遍的，像各门学科的教科书中的一些教学案例都是以良构问题来呈现，而且良构问题的解决方式大多数都是在已知信息的基础上进行分析，以其为基础条件，积极运用概念知识与原理进行推测，因此这种求解模式是由明确的原始状况与已知信息的状况、和受约束的一些逻辑因素所组成。

良构问题具有六方面特点，具体表现为：能够准确表达问题的组成因素；对学习人员呈现的都是求解的问题，便于解决；是以一种描述与预测单方式对其进行阐述；提出问题过程中都会涉及一些概念和原则；有明确的答案；有具体的解决方式。

（2）劣构问题是指具有多种方式、多种途径、和少量的已知条件。

在解决过程中，解决方式比较复杂，不便于理解。

劣构问题的解决方式是一种新型的方式。

劣构问题往往都是产生于缺少条件、缺少情境的状况下。

劣构问题具有以下六几方面特点：产生问题的条件不够完整，情境比较混乱；有多种解决方式和途径；缺乏具体的参考依据；具体的概念、原则、原理存在很大差异；在解决问题时需要不同的学习人员提供不同的建议，是学员间相互交流的一种方式；需要学习人员有准确的判断。

4结束语综上所述，在学习环境设计的构建过程中，任务、情境、问题是不可缺少的探讨因素，对于学习环境的设计具有重要的推动。

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。