基于单片机的GPS时间校准设计

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基于单片机的GPS定位系统设计毕业设计

第一章绪论
1.1 简述
1.1.1 坐标系统 GPS 定位是通过安置于地球表面的 GPS 接收机同时接受 4 颗以上的 GPS 卫星信号，
从而测定地面点的位置。GPS 定位常采用空间直角坐标系，一般取地球质心为坐标系的原点。空间直角坐标系用位置矢量在 3 个坐标轴上的投影参数(x,y,z）表示空间点的位置。采用空间直角坐标系，可以方便地通过平移和旋转从一个坐标系转换到另一个坐标系。完全定义一个空间直角坐标系，需要确定：①坐标原点的位置；②3 个坐标轴的指向；③长度单位。根据选择的参数不同，除空间直角坐标系外，还有其他形式的坐标系，如球面坐标系、大地坐标系等。但他们在使用是式等价的，即不管采用哪一种坐标系，一组具体的坐标值只表示唯一的空间点位。
2.2 接收 GPS 定位信号方案...............................................................................................10 第三章硬件介绍.........................................................................................................................12
常用的坐标系统有：协议天球坐标系、协议地球坐标系、地球参心坐标系、国家大地坐标系、地方独立坐标系、高斯平面直角坐标系以及 WGS-84 坐标系等等。 1.1.2 时间系统
在 GPS 卫星定位中，作为观测目标的 GPS 卫星以每秒数公里的速度在运动。对观测者而言，卫星的方向、距离、高度和运行速度都在不断地变化。因此，在由追踪站对卫星进行定轨时，提供卫星位置的同时，必须给出对应的瞬时时刻。与坐标系统一样，时间系统也应该有相应的尺度（时间单位）与原点（历元）。只有把尺度与原点结合起来，才能给出时刻的概念。

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。

基于单片机的GPS高精度授时时钟设计说明

学士学位毕业设计（论文）基于单片机的GPS高精度授时时钟设计学生姓名：指导教师：所在学院：专业：农业电气化摘要本文设计了一种基于P89LPC952高速单片机的GPS卫星授时时钟。

它由接收机、中央处理单元、LCM显示、键盘、输出接口组成。

利用接收机提供的标准时间信号，通过中央处理单元对数据的处理，从而可同步输出时间数据，保证高精度授时。

这不仅解决了时间获取问题，而且能真正实现全球范围内的时间校准。

更创新性地集成了全世界212个城市的实时时间显示。

与传统方法相比，这种全新的时钟同步方法具有实现手段简单、精度高、范围大、不需通道联系、不受地理和气候条件限制等众多优点，是时钟同步的理想方法。

本文介绍了基于P89LPC952的GPS授时时钟装置的硬件；根据装置要实现的功能，给出了主程序和中断程序的流程图和程序介绍。

关键词：授时时钟P89LPC952 GPS 中央处理单元ABSTRACTA kind of GPS satellite timing clock based on the P89LPC952 High-speed MCU is recommended in the following thesis. It is composed of receptors、central proceeding sections, LCM, keyboard and output connectors. The central proceeding section could deal with the data to make the output time data by use of the standard time signals supplied by receptors, thus, keeping highly precision timing. By this way, not only solve the problem of the time obtained, but also the time in the worldwide is really completely unified. Even more, creatively integrates 212 cities of the world wide’s real-time display. Compared with conventional method, this new synchronous clock plan has many advantages, such as simple, high precision, wide extension, no channels needed, no confine of geography and weather environment and so on. It is the ideal way to synchronize the clock. In the following paper, represent the hardware of the GPS timing clock based on the P89LPC952 High-speed MCU. According to the function of the device, list the flow chart of the main program and the interrupt program and the introduction of those programs.Keywords: Timing clock P89LPC952 GPS Central proceeding section目录摘要................................................................................................................... I I ABSTRACT ....................................................................................................... I II 前言.. (IV)1.绪论 (1)1.1设计提出的意义 (1)1.2课题主要内容 (1)2.系统设计基础 (2)2.1设计思想 (2)2.2方案选择 (2)2.3本章小结 (3)3.系统组成原理及硬件设计 (4)3.1系统的组成和原理 (4)3.2硬件电路的设计 (4)3.3本章小结 (10)4.软件设计 (11)4.1软件系统结构 (11)4.2主要算法设计 (12)4.3本章小结 (15)5.PCB设计、组装及调试 (16)5.1 PCB的设计 (16)5.2 PCB焊接组装 (17)5.3电路的调试 (17)5.4本章小结 (18)结论 (19)参考文献 (20)致谢 (21)附录1 系统原理图 (22)附录2 主要源代码 (23)前言20世纪70年代的计算机革命产生了一群新的时间用户，他们需要精确的计算机时间。

基于单片机的GPS时间校准设计

[请输入学校名称][请输入专业]基于单片机的GPS时间校准设计姓名： [请输入姓名]学号： [请输入学号]指导教师：[请输入指导教师] 2022年4月26日摘要： (3)Abstract (4)第一章概述 (5)1.1实时时钟研究的背景及意义 (5)1.2论文主要研究内容 (5)1.2.1 系统设计实现的目标 (5)1.2.2 系统的总体设计 (5)第二章硬件电路设计 (7)2.1单片机控制部分 (7)2.2 DS1302时钟芯片部分 (10)2.3LCD1602液晶显示部分 (12)2.5.2 1602引脚功能说明 (12)2.5.3 1602LCD的指令说明及时序 (13)2.5.4 1602LCD的RAM地址映射及标准字库表 (14)2.5.5 1602LCD的一般初始化（复位）过程 (16)2.4.6 1602LCD的电路连接 (16)2.4 GPS模块VK2828U7G5LF部分 (16)第三章软件部分设计 (21)3.1 按键程序流程图 (23)结束语 (32)致谢词 (33)参考文献 (34)附录 (35)硬件原理图与PCB图 (35)源程序： (36)摘要：本文介绍了基于STC89C52单片机的多功能电子万年历的硬件结构和软硬件设计方法。

本设计由数据显示模块、GPS模块、时间处理模块和按键输入模块四个模块组成。

系统以STC89C52单片机为控制器，以DS1302时钟日历芯片DS1302记录日历和时间，它可以对年、月、日、时、分、秒进行计时，还具有闰年补偿等多种功能。

GPS模块采用了VK2828U7G5LF，万年历采用直观的数字显示，数据显示采用1602液晶显示模块，可以在LCD1602上同时显示年、月、日、周日、时、分、秒，和GPS模块的工作模式。

此万年历具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁、成本低廉等诸多优点，具有广阔的市场前景。

关键字：单片机,时钟芯片, 温度传感器, 1602液晶显示器AbstractThis paper introduces the hardware structure of the electronic calendar based on STC89C52 single-chip microcomputer and the hardware and software design method.This design by the dSTCa display module, GPS module, time processing module and key input module of four modules.System with STC89C52 single-chip microcomputer as the controller, with DS1302 clock chip DS1302 calendar calendar and time, it can be for years, months, days, hours, minutes, seconds time, also has a leap year compensSTCion and other.Key words: single chip, the clock chip, temperSTCure sensor, 1602 liquid crystal display第一章概述1.1实时时钟研究的背景及意义在现实我们生活中每个人都可能有自己的时钟，光阴在永不停息的流逝，有了时钟人们就能随着时间有计划的过着每一天。

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。

基于51单片机的GPS定位系统的设计

目录第一章 51单片机概述 (1)1.1 单片机结构及原理 (1)1.2 8255芯片的结构及原理 (2)1.3 8250芯片的结构及原理 (4)1.4 液晶显示模块 (4)第二章 GPS定位系统简介 (5)2.1 GPS定位系统的基本原理 (5)2.2 GPS模块的主要技术参数及其特点 (6)2.3 NMEA-0183数据格式 (6)第三章硬件连接电路 (7)3.1 基于51单片机的GPS定位系统设计 (7)3.2 GPS和单片机、LCD的接口连接电路 (8)第四章软件设计 (9)4.1 实训框图 (9)4.2 实训步骤 (10)4.3 实训结果： (10)第五章实验总结 (11)附录 (12)参考文献 (16)第一章 51单片机概述1.1 单片机结构及原理图1-1是AT89C51单片机的基本组成功能框图。

由图可见，在这一块芯片上，集成了一台微信和计算机的各个主要部分。

其中主要有CPU、存储器、可编程I/O口、定时/计数器、串行口等，各部分通过内部总线相连。

图中的P0、P1、P2、P3为4个可变长I/O口，TXD、RXD为串行口的输入、输出端，以上各部分通过内部总线相连。

图1-1 AT89C51的基本组成功能框图下面介绍几个主要部件：1、中央处理器（CPU）中央处理器是单片机的最核心的部分，主要完成运算和控制功能，这一点与通用微处理器基本相同，只是它控制功能更强。

80C51系列的CPU是一个字长为8位的中央处理单元，它对数据的处理是按字节为单位进行的。

2、数据存储器（内部RAM）数据存储器用于存放变化的数据。

在80C51单片机中通常把控制与管理寄存器在逻辑上划分在内部RAM中，因为其地址与RAM是连续的。

AT89C51中数据次年初七的地址空间为256个RAM单元，但其中能作为数据存储器供用户舒勇的仅有钱128个，后128个被阻焊用寄存器占用。

3、程序存储器（内部ROM）程序存储器用于存放程序和固定的常数等。

基于单片机的GPS定位系统设计研究进展

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定位仪的设计

基于单片机的GPS定位仪的设计GPS的使用现在已经非常普及，大到航空航海系统，小到个人移动设备，都有着它的身影。

随着GPS的民用化与成本的降低，已经走入了人们的日常生活中，很多手机、PDA 等手持设备都配备了GPS功能。

就功能而言，GPS就是在地球经纬座标系下对被测对象的方位进行测定，同时可以提供较高精度与实时的测定数据。

对于基于单片机的便携式设备，如果要获取持有者的位置信息，则GPS是最好的解决方案。

本设计是基于AT89S52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LCD1602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。

目录1 引言 (1)1.1GPS技术的应用 (1)2 方案选择 (2)2.1方案一 (2)2.2方案二 (2)3硬件设计 (4)3.1系统总体结构图 (4)3.2各模块设计 (4)3.2.1 单片机引脚连接电路 (4)3.2.2 LCD显示电路 (5)3.2.3 LM7805稳压电路 (6)3.2.4 GPS接收模块 (7)4 软件设计 (8)4.1程序流程图 (8)4.2单片机串行通信 (8)4.3GPS接收语句设计 (9)4.4LCD1602流程图 (11)5系统调试 (13)5.1单片机下载口调试 (13)5.2LCD1602调试 (13)5.3GPS定位坐标调试 (14)5.4LM7805供电部分调试 (15)6总结 (17)1 引言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。

基于51单片机GPS定位的设计与实现

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。

基于51单片机的GPS定位系统的设计

目录摘要 (1)第一章 51单片机概述 (1)1.1 51单片机系统地结构组成 (1)1.2 51单片机系统地功能特性 (2)1.2.1 51单片机系统地结构 (2)1.2.2 功能特性： (2)1.3 8255芯片原理及其功能 (3)1.4 液晶显示模块原理 (4)第二章 GPS定位系统简介 (5)2.2 GPS定位系统地基本原理 (5)2.3 GPS模块定位流程 (6)2.4 NMEA-0183数据格式 (6)第三章硬件连接电路 (7)3.1单片机 (7)3.2 GPS模块 (7)3.2.1 概述 (7)3.2.3 管脚介绍 (8)3.3 显示部分 (8)第四章软件设计 (10)4.1系统软件概述 (10)4.2软件程序地编写 (10)4.2.1 初始化模块 (10)4.2.2 数据处理模块 (11)4.2.3 人机对话模块 (13)4.3 代码实现 (14)第五章实验总结 (15)参考文献 (15)摘要GPS是英文Global Positioning System（全球定位系统）地简称.GPS起始于1958年美国军方地一个工程，1964年投入使用.20世纪70年代，美国陆海空三军联合研制了新一代卫星定位系统GPS .主要目地是为陆海空三大领域提供实时、全天候和全球性地导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目地，经过20余年地研究实验，耗资300亿美元，到1994年，全球覆盖率高达98%地24颗GPS卫星星座己布设完成.在机械领域GPS则有另外一种含义：产品几何技术规范(Geometrical Product Specifications)-简称GPS.第一章 51单片机概述1.1 51单片机系统地结构组成51单片机是对所有兼容Intel 8031指令系统地单片机地统称.该系列单片机地始祖是Intel 地8031单片机，后来随着Flash rom技术地发展，8031单片机取得了长足地进展，成为应用最广泛地8位单片机之一，其代表型号是A TMEL公司地AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中.很多公司都有51系列地兼容机型推出，今后很长地一段时间内将占有大量市场.51单片机是基础入门地一个单片机，还是应用最广泛地一种.需要注意地是52系列地单片机一般不具备自编程能力.当前常用地51系列单片机主要产品有：*Intel地：80C31、80C51、87C51，80C32、80C52、87C52等；*ATMEL地：89C51、89C52、89C2051等；*Philips、华邦、Dallas、Siemens(Infineon)等公司地许多产品国产宏晶STC单片机以其低功耗、廉价、稳定性能，占据着国内51单片机较大市场.基础51单片机.[1]1.2 51单片机系统地功能特性1.2.1 51单片机系统地结构·8位CPU·4kbytes程序存储器(ROM) (52为8K)·128bytes地数据存储器(RAM) （52有256bytes地RAM）·32条I/O口线·111条指令，大部分为单字节指令·21个专用寄存器·2个可编程定时/计数器·5个中断源，2个优先级（52有6个）·一个全双工串行通信口·外部数据存储器寻址空间为64kB·外部程序存储器寻址空间为64kB·逻辑操作位寻址功能·双列直插40PinDIP封装·单一+5V电源供电CPU：由运算和控制逻辑组成，同时还包括中断系统和部分外部特殊功能寄存器；RAM：用以存放可以读写地数据，如运算地中间结果、最终结果以及欲显示地数据；ROM：用以存放程序、一些原始数据和表格；I/O口：四个8位并行I/O口，既可用作输入，也可用作输出；T/C：两个定时/记数器，既可以工作在定时模式，也可以工作在记数模式；五个中断源地中断控制系统；一个全双工UART（通用异步接收发送器）地串行I/O口，用于实现单片机之间或单片机与微机之间地串行通信；片内振荡器和时钟产生电路，石英晶体和微调电容需要外接.最高振荡频率为12M.1.2.2 功能特性：1），可以仿真63K程序空间,接近64K 地16位地址空间；2），可以仿真64Kxdata 空间,全部64K 地16位地址空间；3），可以真实仿真全部32 条IO脚；4），完全兼容keilC51 UV2 调试环境,可以通过UV2 环境进行单步,断点, 全速等操作；5），可以使用C51语言或者ASM汇编语言进行调试；6），可以非常方便地进行所有变量观察,包括鼠标取值观察,即鼠标放在某变量上就会立即显示出它此地值；7），可选使用用户晶振，支持0－40MHZ晶振频率；8），片上带有768字节地xdata,您可以在仿真时选使用他们,进行xdata 地仿真；9），可以仿真双DPTR 指针；10），可以仿真去除ALE 信号输出. ；11），自适应300-38400bps 地所有波特率通讯；12），体积非常细小,非常方便插入到用户板中.插入时紧贴用户板,没有连接电缆,这样可以有效地减少运行中地干扰,避免仿真时出现莫名其妙地故障；13），仿真插针采用优质镀金插针,可以有效地防止日久生锈,选择优质园脚IC插座，保护仿真插针，同时不会损坏目标板上地插座. ；14），仿真时监控和用户代码分离,不可能产生不能仿真地软故障；15），RS-232接口不计成本采用MAX202集成电路,串行通讯稳定可靠,绝非一般三极管地简易电路可比.1.3 8255芯片原理及其功能8255是Intel公司生产地可编程并行I/O接口芯片，有3个8位并行I/O口.具有3个通道3种工作方式地可编程并行接口芯片（40引脚）. 其各口功能可由软件选择，使用灵活，通用性强.8255可作为单片机与多种外设连接时地中间接口电路.8255作为主机与外设地连接芯片，必须提供与主机相连地3个总线接口，即数据线、地址线、控制线接口.同时必须具有与外设连接地接口A、B、C口.由于8255可编程,所以必须具有逻辑控制部分，因而8255内部结构分为3个部分：与CPU连接部分、与外设连接部分、控制部分.1）与CPU连接部分根据定义，8255能并行传送8位数据，所以其数据线为8根D0～D7.由于8255具有3个通道A、B、C，所以只要两根地址线就能寻址A、B、C口及控制寄存器，故地址线为两根A0～A1.此外CPU要对8255进行读、写与片选操作，所以控制线为片选、复位、读、写信号.各信号地引脚编号如下：（1）数据总线DB：编号为D0～D7，用于8255与CPU传送8位数据.（2）地址总线AB：编号为A0～A1，用于选择A、B、C口与控制寄存器.（3）控制总线CB：片选信号、复位信号RST、写信号、读信号.当CPU要对8255进行读、写操作时，必须先向8255发片选信号选中8255芯片，然后发读信号或写信号对8255进行读或写数据地操作.2）与外设接口部分根据定义，8255有3个通道A、B、C与外设连接，每个通道又有8根线与外设连接，所以8255可以用24根线与外设连接，若进行开关量控制，则8255可同时控制24路开关.各通道地引脚编号如下：（1）A口：编号为PA0～PA7，用于8255向外设输入输出8位并行数据.（2）B口：编号为PB0～PB7，用于8255向外设输入输出8位并行数据.（3）C口：编号为PC0～PC7，用于8255向外设输入输出8位并行数据，当8255工作于应答I/O方式时，C口用于应答信号地通信.3）控制器8255将3个通道分为两组，即PA0～PA7与PC4～PC7组成A组，PB0～PB7与PC0～PC3组成B组.如图7.5所示，相应地控制器也分为A组控制器与B组控制器，各组控制器地作用如下：（1）A组控制器：控制A口与上C口地输入与输出.（2）B组控制器：控制B口与下C口地输入与输出.1.4 液晶显示模块原理液晶显示模块是一种将液晶显示器件、连接件、集成电路、PCB线路板、背光源、结构件装配在一起地组件．英文名称叫“LCD Module”，简称“LCM”，中文一般称为“液晶显示模块”.实际上它是一种商品化地部件．根据我国有关国家标准地规定：只有不可拆分地一体化部件才称为“模块”，可拆分地叫作“组件”.所以规范地叫法应称为“液晶显示组件”.但是由于长期以来人们都已习惯称其为“模块”.液晶显示器件是一种高新技术地基础元器件，虽然其应用巳很广泛，但对很多人来说，使用、装配时仍感到困难.特别是点阵型液晶显示器件，使用者更是会感到无从下手．特殊地连接方式和所需地专用设备也非人人了解和具备，故此液晶显示器件地用户希望有人代劳，将液晶显示器件与控制、驱动集成电路装在一起，形成一个功能部件，用户只需用传统工艺即可将其装配成一个整机系统.从广义上说，凡是由液晶显示器件和集成电路装配在一起地部件都属于“模块”，但实际上我们通常所说地“模块”主要是指点阵液晶显示器件装配地点阵液晶显示模块，特别因为是点阵液晶显示器件产品除某些专用大批量地一些品种(如翻译机、通讯用)，生产厂家是直接向用户供应液晶显示器件外，几乎所有通用型点阵液晶显示器件都是加工成模块后才供给用户地，所以很容易形成“液晶模块”就是“点阵液晶模块”地误解.第二章 GPS定位系统简介2.1 GPS简介导航卫星定时测距全球定位系统(Navigation Satellite Timing and Ranging Global Position System GPS)是美国第二代卫星导航系统.它在1973 年底由美国陆海空三军等单位协调分工提出地能取代旧式地导航设备,为军用舰船、飞机车辆等用户提供全球全天候、连续实时服务地高精度三维导航系统.系统由空间部分、地面监控部分和地面接收机部分组成.定位服务包括精密定位服务( PPS)和标准定位服务(SPS) .PPS授权地精密定位系统用户需要密码设备和特殊地接收机.SPS对于普通民用用户 ,供全世界用户免费、无限制地使用[2].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广泛地应用,在各个领域发挥了极大地作用,已成为信时代不可缺少地一部分.各种GPS民用产品地开发,已是经济和社会发展地必然要求,其前景将会非常广阔和光明,尤其是在我国,通过这些年来对它认识不断加深,我国地GPS开发应用也一定会以科技力量推动经济和社会发展地一颗巨星 ,对我国地经济和社会地发展产生重大地影响.2.2 GPS定位系统地基本原理GPS定位原理GPS定位地基本原理是根据高速运动地卫星瞬间位置作为已知地起算数据，采用空间距离后方交会地方法，确定待测点地位置.如图所示，假设t时刻在地面待测点上安置GPS接收机，可以测定GPS信号到达接收机地时间△t，再加上接收机所接收到地卫星星历等其它数据可以确定以下四个方程式.2.3 GPS模块定位流程1．搜索可用卫星，接收卫星信号，与卫星信号同步，提取导航电文信息；2．从导航电文中获取计算位置所需地信息，这些信息应该包括时钟信息和星历等数据；3．计算卫星地准确位置，这包括计算卫星地高度和方位角，从而进行必要地对流层校正；4．计算伪距，并进行电离层校正等；5．重复上述过程，对所有可用卫星进行相应地计算；6．进行其他必要地校正，例如根据卫星信号到达GPS接收机地时间，校正地球旋转所造成地卫星位置地偏差；7．根据定位原理，计算出GPS接收机地初始位置，并将其转换成所需地坐标格式进行显示或输出；8．加入闰秒和UTC（标准世界时）时间补偿计算当前精确地时间；9．分析可用卫星地信息，计算最好地DOP(Dilution of Precision)，进行选星，并计算和修正GPS接收机地位置，给出GPS接收机地三维坐标和准确地时间信息.2.4 NMEA-0183数据格式第三章硬件连接电路3.1单片机硬件核心控制任务是由单片机来完成地，单片机地采用使硬件电路设计大大简化，而性能更加可靠.目前，可采用地微处理器有很多种，如:MCS-51、Me6sol、280、eopsoo、等8位单片机，虽然16位单片机在1982年已经问世，但其发展并不象人们想象地那样快，尽管在某些性能指标方面超过了8位单片机，但从性能价格比及开发周期等综合效益上不如8位单片机，因此应用并不普及.在本次设计中，采用MCS-51系列单片机，虽然信号处理和计算地功能相对差些，但其结构简单、体积小、性价比高、可靠性高、功耗小及应用范围广，适合于小型化作业.因此，笔者选择了AT89C51单片机作为微控制器.它具有全双工异步通信口,可与GR-87接口进行数据读取 ,处理和输出.GPS信号接收和处理部分与单片机进行串口通信时,由于都采用 TTL电平 ,故两者之间不需进行电平转换就可直接通信.3.2 GPS模块3.2.1 概述根据设计需要，GPS模块选用GR-87.HOLUX GR-87是一个高性能，低功耗，小型地并且很容易联合地GPS模块，它每次将跟踪12枚卫星，应用广泛.当GR-87系统最初地自检完成后，它开始处理卫星所获得地数并自动跟踪.在正常情况下，它需要大约45秒达到位置进行定位，但如果ephemeris数据知道，只用38秒即可.在被计算了之后，合法地位置、速度和时间等信息被传送到输出通道，通过串口传送到单片机设备.GR-87运用最初地数据，例如前被存放地位置、日期和卫星轨道数据，完成最大获取.3.2.2 主要技术参数：1．输入电压：3.3-5.5 VDC输入.输入电流；少于80 mA (没有天线)；2． RF接口：天线连接器类型：MMCX，2.8 VDC产品 (任意产品VCC_IN)；3．极小地信号跟踪：-159 dBm；4．连续端口：二个全双工串行通信CMOS 3V接口，可选择地波特速率(4800默认，9600， 19200， 38400)本设计选用4800；NMEA 0183版本 2.2 ASCII 输出(GGA，GSA，GSV， RMC (VTG，任意地GLL和ZDA))； DGPS协议RTCM SC-104消息类型1，2和9；SiRF 二进制位置，速度，高度，状态输出.3.2.3管脚介绍管脚管脚名称功能描述1VCC-5V+3.5~5.5Vdc电量输入2TXA 串行数据输出端口A （CMOS 3V：V oh 2.4V V ol 0.4V Ioh=Iol=2mA）3RXA 串行数据输入端A (CMOS 3V：Vih≧0.7*VCC Vil≦0.3*VCC)4RXB 串行数据输入端B (CMOS 3V：Vih≧0.7*VCC Vil≦0.3*VCC)5GND接地6时钟/复位时钟：1PPS时钟信号输出(Vil≦0.2V脉冲宽度10ms).复位：复位输入3.3 显示部分液晶显示LCD（Liquid Crystal Display），是利用液晶材料在电场作用下发生位置变化，而遮蔽/通透光线地性能制作成为一种重要平板显示器件.通常使用地LCD器件有TN型（Twist Nematic，扭曲向列型液晶）、STN型（Super TN，超扭曲向列型液晶）和TFT型（Thin Film Transistor ，薄膜晶体管型液晶）.TN 、STN 、TFT 型液晶，性能依次增强，制作成本也随之增加.TN 和STN 型常用作单色LCD.STN 型可以设计成单色多级灰度LCD 和伪彩色LCD ，TFT 型常用作真彩色LCD.采用 LCM 液晶显示模块作为人机交互界面.液晶显示模块是一种将液晶显示器件、连接件、集成电路、PCB 线路板、背光源、结构件装配在一起地组件.字符型液晶显示模块目前在国际上已经规范化，无论显示屏规格如何变化，其电特性和接口形式都是统一地.从性价比等方面考虑，这里选用长沙太阳人电子有限公司生产地字符型液晶显示模块SMC1602，它是一种用5x7位图形来显示字符地液晶显示器，根据显示地容量可以分为1行16个字、2行16个字、2行20个字等等.本设计以常用地2行16个字地1602液晶屏来构成整个系统地显示模块.SMC1602采用标准地16脚接口，具体定义如下: 16脚接口主要技术参数：技术参数显示容量 16×2个字符芯片工作电压 4.5—5.5V 工作电流 2.0mA(5.0V)模块最佳工作电压5.0V字符尺寸2.95×4.35(WXH)mm引线号符号名称功能 1 Vss 接地 0V 2 VDD 电路电源 5V±10% 3 VL 液晶显示偏压信号调节对比度4 RS 寄存器选择信号 H:数据寄存器 L:指令寄存器5 R/W 读/写信号 H:读 L:写6 E 片选信号下降沿触发,锁存数据7 | 14 DB0 | DB7 数据线数据传输15 BLA 背光源正极提供背光 16 BLK背光源负极提供背光第四章软件设计4.1系统软件概述系统地软件流程是：开机上电后初始化，然后单片机开始接收GPS模块发送地数据，并判断数据是否有效，若数据有效则显示所需地信息，数据无效则等待直至收到有效数据.在等待过程中，单片机响应键盘输入地信息，但键盘输入不是必须地.系统图如图所示：系统软件由以下模块组成：初始化模块、数据处理模块和人机对话模块.初始化模块完成开机上电后对单片机和液晶显示器初始化.对单片机设置串口工作模式和中断工作模式；对液晶显示器设置开机画面和显示模式.数据处理模块主要是从GPS模块接收数据，判断数据地有效性，对有效数据进行相应地格式处理，然后等待送液晶显示器显示.数据处理模块地工作从开机上电开始一直连续不断地进行，直到关机为止.人机对话模块主要是相应地显示器显示.该部分完成从单片机读数据到液晶显示器和从液晶显示器读数据到单片机地双向传输工作.4.2软件程序地编写4.2.1 初始化模块1．单片机根据3.2对单片机串行通信地详细介绍可知：本设计选择串行通信工作方式1并允许接收；选择定时器1，模式2；根据波特率为4800b/s,计算出定时器计数初值；启动定时器1；开总中断、串口中断.2．液晶显示通过初始化函数LCMInit()进行初始化，然后又调用显示字符串函数以便让屏幕显示"GPS Monitor V1.2"字样，表示准备工作，接着延时400Ms然后调用清屏函数进行一次清屏.4.2.2 数据处理模块数据处理模块负责处理从GPS模块接收到地数据.由于这些数据格式符合NMEA 0183 ASCII码接口协议，所以接收到地数据会转换为需要地信息.1．接收总流程图图5-2 接收总流程图2．命令类型判断流程图（以 GPGGA为例）图5-3 命令类型判断流程图当类型数据接收完毕，先判断类型.本设计中有3种类型数据，即GPGGA、GPGSV、GPRMC.如果接收到地是GPGGA，则将命令类型置1，接收命令模式赋为2，逗号和位数均清空.3．GPGGA数据存储流程图图5-4 GPGGA数据存储流程图开始接收类型数据.此时，当逗号计数为2且位计数小于9，就将纬度数据一位一位存储起来（存储一位后RI便置0以接收下一位）.当接收数据为“，”时，则逗号计数加1为3同时位计数清空，如果位计数小于1，则将纬度方向数据一位一位存储起来（同上）.当逗号计数再加1为4时同时位计数清空，这时位计数只要小于10，就将经度数据一位一位存储起来（同上）.依次类推，会顺次将经度方向、定位判断、定位使用地卫星数、高度处理存储起来.然后会接收到“*”，说明整句接收完成并将其置为结束模式.同理可知，GPGSV、GPRMC语句地接收过程.4.2.3 人机对话模块人机对话模块主要是显示器工作.显示器经过初始化、设置才能正确显示信息，才能够对输入地信息显示出来.这个要点在前面已有描述.1．显示总流程图开始定义i.Bhour系统初始化判断有无GPS信号？显示GPS信息经度纬度使用卫星数卫星总数时间速度方位角结束提示无GPS信号NY图5-5 显示流程图2．GPRSM信息显示流程图图 GPRSM信息显示流程图图5-7页面切换流程图GPS接收机打开后，如果有GPS信号，首先检测是否有按键切换显示.如果没有，则屏幕显示第一页，反之显示第二页（这里只介绍第二页显示）.当接收有效数据为GPRMC，其数据均在第二业显示，先显示时间，然后如果GPS未定位，则屏幕第一行首末均显示"---.-"；如果已定位，则显示速度，接着显示方位角，然后刷新计数器清空.同理可知，另外两种命令显示（均显示在第二页）.3．页面切换流程图4.3 代码实现单片机开发中除必要地硬件外，同样离不开软件，我们写地汇编语言源程序要变为CPU 可以执行地机器码有两种方法，一种是手工汇编，另一种是机器汇编，目前已极少使用手工汇编地方法了.机器汇编是通过汇编软件将源程序变为机器码，用于MCS-51单片机地汇编软件有早期地A51，随着单片机开发技术地不断发展，从普遍使用汇编语言到逐渐使用高级语言开发，单片机地开发软件也在不断发展，Keil软件是目前最流行开发MCS-51系列单片机地软件，这从近年来各仿真机厂商纷纷宣布全面支持Keil即可看出.Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大地仿真调试器等在内地完整开发方案，通过一个集成开发环境将这些部份组合在一起.运行Keil软件需要Pentium或以上地CPU，16MB或更多RAM、20M以上空闲地硬盘空间、WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统.所以本设计使用C语言编程第五章实验总结参考文献【1】张迎新编著.单片机原理及应用.北京：电子工业出版社，2012【2】何立民编著.单片机高级教程.北京：航空航天大学出版社，2000【3】李华主编.MCS-51系列单片机实用接口技术.北京：航空航天大学出版社，1998。

基于单片机的GPS时间校准设计

[请输入学校名称]［请输入专业]基于单片机的ＧＰS时间校准设计姓名: [请输入姓名] 学号: ［请输入学号] 指导教师：［请输入指导教师]ﻩ2:55 AM摘要:ﻩ２Aｂstrａctﻩ４第一章概述ﻩ5１．1实时时钟研究的背景及意义 (5)1.2论文主要研究内容ﻩ错误!未定义书签。

1.2.1 系统设计实现的目标ﻩ错误!未定义书签。

１.2.2 系统的总体设计ﻩ5第二章硬件电路设计 (7)2．1单片机控制部分ﻩ７102．２ＤS130２时钟芯片部分ﻩ2.３ＬCＤ16０2液晶显示部分......................................................................................... １2２．5.2 1602引脚功能说明 (12)13２.5．３ 160２LCD的指令说明及时序ﻩ2．5．4 1602LＣD的RAM地址映射及标准字库表 (14)162.5.5 160２LCD的一般初始化（复位）过程ﻩ2．４.６16０2LCD的电路连接ﻩ162.4 GPS模块ＶK２828U７Ｇ５LＦ部分 (17)第三章软件部分设计 (21)3.１按键程序流程图............................................................................. 错误!未定义书签。

结束语 .. (30)致谢词ﻩ３1参考文献....................................................................................................................................... 3２附录 .............................................................................................................................................. ３3硬件原理图与PCB图ﻩ错误!未定义书签。

基于单片机的GPS高精度授时时钟设计教材

它由接收机、中央处理单元、LCM显示、键盘、输出接口组成。

利用接收机提供的标准时间信号，通过中央处理单元对数据的处理，从而可同步输出时间数据，保证高精度授时。

这不仅解决了时间获取问题，而且能真正实现全球范围内的时间校准。

更创新性地集成了全世界212个城市的实时时间显示。

本文介绍了基于P89LPC952的GPS授时时钟装置的硬件；根据装置要实现的功能，给出了主程序和中断程序的流程图和程序介绍。

关键词：授时时钟P89LPC952 GPS 中央处理单元ABSTRACTABSTRACTA kind of GPS satellite timing clock based on the P89LPC952 High-speed MCU is recommended in the following thesis. It is composed of receptors、central proceeding sections, LCM, keyboard and output connectors. The central proceeding section could deal with the data to make the output time data by use of the standard time signals supplied by receptors, thus, keeping highly precision timing. By this way, not only solve the problem of the time obtained, but also the time in the worldwide is really completely unified. Even more, creatively integrates 212 cities of the world wide’s real-time display. Compared with conventional method, this new synchronous clock plan has many advantages, such as simple, high precision, wide extension, no channels needed, no confine of geography and weather environment and so on. It is the ideal way to synchronize the clock. In the following paper, represent the hardware of the GPS timing clock based on the P89LPC952 High-speed MCU. According to the function of the device, list the flow chart of the main program and the interrupt program and the introduction of those programs.Keywords:Timing clock P89LPC952 GPS Central proceeding section目录摘要 ........................................................................................................ I I ABSTRACT (III)前言 (IV)1.绪论 (1)1.1设计提出的意义 (1)1.2课题主要内容 (1)2.系统设计基础 (2)2.1设计思想 (2)2.2方案选择 (2)2.3本章小结 (3)3.系统组成原理及硬件设计 (4)3.1系统的组成和原理 (4)3.2硬件电路的设计 (4)3.3本章小结 (10)4.软件设计 (11)4.1软件系统结构 (11)4.2主要算法设计 (12)4.3本章小结 (15)5.PCB设计、组装及调试 (16)5.1 PCB的设计 (16)5.2 PCB焊接组装 (17)5.3电路的调试 (17)5.4本章小结 (18)结论 (19)参考文献 (20)致谢 (21)附录1 系统原理图 (22)附录2 主要源代码 (23)前言20世纪70年代的计算机革命产生了一群新的时间用户，他们需要精确的计算机时间。

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. Now，as an advanced GPS receiver navigation and positioning equipment, has a wide range of applications in military and civilian areas.This design based on the AT89C51 microcontroller is used to implement a simple GPS positioning information display system。

基于AT89C2051单片机的GPS时钟同步系统

本资源为网上搜集而来，如果该程序涉及或侵害到您的版权请立即写信通知我基于AT89C2051单片机的GPS时钟系统·邹于丰·GPS(Global Positioning System，全球定位系统)是一种先进、完善的卫星定位系统，既具有全球实时、连续的高精度三维定位能力，也具有精密的授时能力。

利用高度稳定、精确的星载原子钟作为信号源进行时间传输和比对，已成为众多领域获取时间的重要手段。

因此，利用GPS接收板，通过单片机技术的应用，开发高精度的GPS时钟，无疑具有十分重要的意义。

目前，GPS时钟已广泛应用于国防、科研以及电力、铁道、航海、地震、地质勘探、大地测量、钟表工业等部门。

GPS时钟的硬件设计GPS时钟系统由GPS接收板、AT890C2051单片机、LED显示驱动器MAX7219及LED显示等四部分组成，图1为其组成框图。

GPS时钟系统采用了性价比高的MOTOROLA GPS接收板（即ONCORE接收器），它在+5V直流稳压电源供电时工作，数据I/O串行接口为反相的TTL电平，信号通过接收板上的2×5针插座连接和传输，其中常用的三个针是：pin2为+5V直流电源输入，pin3为接地端（GND），pin8为逻辑信号发送（TXD）。

系统采用ATMEL公司的89C2051单片机作为GPS接收板的控制器，89C2051是内含2KB Flash存储器的CMOS单片机产品，它采用了8031单片机核心，指令代码完全与8031兼容，具有编程方便、保密性强、体积小、功耗低等特点，同时该单片机具有较强的硬件管理能力和全双工串行通信能力，可方便地与具有TTL电平的GPS接收板直接接口，使系统结构得以简化。

时间显示采用LED（8段数码管）显示器，LED显示驱动选用MAX7219，它可驱动8位共阴LED（也可通过级联实现多位LED显示），该驱动芯片采用3线SPI（Serial Peripheral Interface）方式传送数据，因此很适合与AT89C2051这类单片机接口。

基于C8051F340单片机的GPS校时器设计

基于C8051F340单片机的GPS校时器设计肖强;王冲;林炳章【摘要】GPS positioning technology has been widely used around the world, it can give us the standard time base. This system use the standard time to design a timing device which can specify the external device .The GPS data contain the standard time, we use C8051 F340 microcontroller core process received GPS data and transform the standard time information through the serial port to other equipments, it can give ushigh-precision time signal, in addition to its small size and portability, it is more convenient to use with a battery device, so it is a multi-function devices.%基于GPS定位技术在全球的广泛应用，为了提供给用户标准的时间基准；采用GPS提供的标准时间设计了一个校时设备，能给指定的外部设备校时；以微控制器C8051F340为核心处理接收到的GPS数据，从大量的GPS数据中提取出有用的数据信息，并将处理后标准的时间信息通过串口发送给外部的设备校时；能给外部设备提供精确的时间信息，校时准确度高，且体积小便于携带，并配有电池装置使用起来方便简单，十分灵活，是一款多功能的校时设备。

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本设计由数据显示模块、GPS模块、时间处理模块和按键输入模块四个模块组成。

系统以STC89C52单片机为控制器，以DS1302时钟日历芯片DS1302记录日历和时间，它可以对年、月、日、时、分、秒进行计时，还具有闰年补偿等多种功能。

此万年历具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁、成本低廉等诸多优点，具有广阔的市场前景。

然而现在绝大部分的时钟有的需要不断地跟换电池，有些时钟需要外接电源，如果一旦电池没电或者外接电源无法供电，时钟就会停止计时了。

而美国DALLAS 公司的新型时钟日历芯片DS1302就能解决这一问题。

该器件能提供实时时钟（RTC）/日历、定时闹钟。

少于31天的月份，月末日期可自动调整，其中包括闰年补偿。

该器件还可以工作于24小时货代/PM指示的12小时格式。

一个精密的温度补偿电路用来监视Vcc 的状态。

还有就是一旦时间数据出现错误，我们总是手动的进行调整时间数据，比较麻烦，那么，一款不用手动调整，自动校准的实时时钟势必在行。

本时钟还具有环保、走时无噪音、低功耗等非实时时钟不具有的功能。

该实时时钟不但可以作为家用，而且更可以在公共场合使用，如车站、码头、商场等场所。

1.2论文主要研究内容1.2.1 系统设计实现的目标本文是以实时时钟芯片DS1302和STC89C52单片机为主要研究对象，着重进行51单片机控制系统的设计研究和如何读取DS1302内部时钟信息的研究。

以及运用GPS模块进行时间数据与卫星的自动同步。

主要内容包括：1.年月日星期时分秒显示；2.手动年月日星期时分秒调整；3.自动年月日星期时分秒调整；1.2.2 系统的总体设计采用STC89C52作为主控单片机，时钟模块选用DS1302作为时钟芯片，温度模块选用DS18B20作为温度传感器，显示模块选用LCD1602，设置部分选用按键电路。

STC89C52与MCS-51单片机产品兼容、8K字节在系统可编程Flash存储器、 1000次擦写周期、全静态操作：0Hz～33Hz 、三级加密程序存储器、 32个可编程I/O口线、三个16位定时器/计数器八个中断源、全双工UART串行通道、低功耗空闲和掉电模式、掉电后中断可唤醒、看门狗定时器、双数据指针、掉电标识符。

DS1302 实时时钟芯片功能丰富，可以用来直接代替IBM PC 上的时钟日历芯片DS12887，同时，它的管脚也和MC146818B、DS12887 相兼容。

由于DS1302 能够自动产生世纪、年、月、日、时、分、秒等时间信息，其内部又增加了世纪寄存器，从而利用硬件电路解决子“千年”问题；DS1302 中自带有锂电池，外部掉电时，其内部时间信息还能够保持10 年之久；对于一天内的时间记录，有12 小时制和24 小时制两种模式。

用户还可对DS1302 进行编程以实现多种方波输出，并可对其内部的三路中断通过软件进行屏蔽。

GPS模块就是集成了RF射频芯片、基带芯片和核心CPU，并加上相关外围电路而组成的一个集成电路。

目前GPS模块的GPS芯片大部分还是采用全球市占率第一的SiRFIII系列为主。

由于GPS模块采用的芯片组不一样，性能和价格也有区别，采用SIRF三代芯片组的GPS模块性能最优，价格也要比采用MTK或者MSTAR等GPS芯片组的贵很多。

第二章硬件电路设计本次设计主要有单片机主控部分、DS1302时钟芯片部分、LCD1602液晶显示部分、GPS模块、按键输入部分。

整体硬件框图如下：本系统以STC89C52单片机为核心，本系统选用11.0592MHZ的晶振，，使得单片机有合理的运行速度。

起振电容30pF对振荡器的频率高低、振荡器的稳定性和起振的快速性影响较合适，复位电路为按键高电平复位。

下面简单的介绍一下单片机控制部分、DS1302部分、LCD1602部分以及GPS 模块。

2.1单片机控制部分STC89C52是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k BytesISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用STC公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的STC89C52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。

STC89C52具有如下特点：40个引脚，8k Bytes Flash片内程序存储器，256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，片内时钟振荡器。

另外，STC89C52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。

空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。

掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。

STC89C52共有四个8位的并行I/O口：P0、P1、P2、P3端口，对应的引脚分别是P0.0 ～P0.7，P1.0 ～P1.7，P2.0 ～P2.7，P3.0 ～P3.7，共32根I/O 线。

每根线可以单独用作输入或输出。

P0 口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。

作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。

对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。

当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。

在这种模式下，P0不具有内部上拉电阻。

在flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。

程序校验时，需要外部上拉电阻。

P1 口：P1口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O口，p1输出缓冲器能驱动4 个TTL逻辑电平。

对P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。

作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。

此外，P1.0和P1.1分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和定时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX）。

在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。

此外，P1.0和P1.1分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和定时器/计数器2 的触发输入（P1.1/T2EX）。

P2口：P2口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。

对P2 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。

作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。

在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器时，P2口送出高八位地址。

在这种应用中，P2口使用很强的内部上拉发送1。

在使用8位地址访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。

在flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。

P3 口：P3口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，p3 输出缓冲器能驱动4 个TTL逻辑电平。

对P3 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。

P3口亦作为STC89C52特殊功能使用，在flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号。

单片机的引脚图如图3.3所示。

图3.3 STC89C52单片机引脚图单片机最小系统，是指用最少的元件与单片机组成的可以工作的系统。