课程设计：基于单片机的GPS全球卫星定位系统设计说明书
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。
毕业设计 开题报告 基于单片机的GPS 全球定位系统
二、主要内容、方案
内容
GPS星座
GPS信号接收
地面监控部分
如图.全球定位系统的组成
基于单片机的GPS全球定位系统的终端设计
二、主要内容、方案
GPS信号
方案
GPS接 收模块
单片机
液晶显示屏
电源
基于单片机的GPS全球定位系统的终端设计
三、重点难点、预期结果
重点
硬件电路的设计及其连接。 GPS接收信息的处理及其显示 显示程序编写及其的调式。
基于单片机的GPS全球定位系统的终端设计
GPS
基于单片机的GPS全球定位系统的终端设计
1
2
3
4
一1 背 景 、 意 义 、 国 内 外 现 状
二 主 要 内 容 、 方 案
1 三 重 点 、 难 点 、 预 期 结 果
四 进 度 计 划
基于单片机的GPS全球定位系统的终端设计 一、背景、意义及国内外背景
四、进度计划
① 寒假前及寒假,查阅相关GPS，单片机文献加深对题目的 理解 。 ② 1-3周（3周），熟悉毕业设计内容，查资料，做出初步 设计方案，并完成开题报告word、ppt相关材料进行答辩 ③4-10周（6周），购买单片机,GPS相关模块，及其液晶显 示屏等材料，并熟悉其性能，进行GPS接收代码与显示代码的研 究，并尝试编写程序 。 ④10-17周（7周），进行程序整体编写与调试，进行电路 的设计并制板并做出实物；完成论文撰写。 ⑤18周 （1周）， 整理毕业设计，查缺补漏，准备答辩
难点
GPS接收数据的处理 显示程序的调式
基于单片机的GPS全球定位系统的终端设计
三、重点难点、预期结果
预 期 结 果
★西安工业大学（未央）图书馆 预期定 位信息结果显示：
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定位信息显示系统设计
器件选择
• 89C52：LED的控制器，控制字符的发送和点阵 显示的时序。 • LED：显示模块。在单片机的控制下，按照要 求的格式显示接收到的数据。 • 74LS00、74LS04：由于LED没有独立的片选信 号，所以使用单片机的读写信号进行选通，而 74LS00、74LS04则是转换读写信号的电平，同 时作为片选信号。 • GPS25-LVS：GPS模块的接口。 • MAX232：TTL电平和RS-232电平的转换芯片。
系统的电路原理图如图所示。系统采用12MHz 晶振，串口方式1接收GPS信息，P0口和P2口 用于七段共阳LED显示接口，可以轮流显示实 时时间、纬度、经度及其它GPS信息数据。
• 下图是单片机对GPS模块的串行数据接收、 整理和向RAM中写入数据的基本流程图：
下图为基于单片机的GPS硬件总体结 构框图：
P3.4 T0（计时器0外部输入） P3.5 T1（计时器1外部输入） ALE/PROG：当 访问外部存储器 时，地址锁存允 许的输出电平用 于锁存地址的地 位字节。
主要功能特性
• • • • • • • • • • 1、兼容MCS51指令系统 2、8k可反复擦写(大于1000次）Flash ROM； 3、32个双向I/O口； 4、256x8bit内部RAM； 5、3个16位可编程定时/计数器中断； 6、时钟频率0-24MHz； 7、2个串行中断，可编程UART串行通道； 8、2个外部中断源，共8个中断源； 9、2个读写中断口线，3级加密位； 10、低功耗空闲和掉电模式，软件设置睡眠和 唤醒功能； • 11、有PDIP、PQFP、TQFP及PLCC等几种封装形 式，以适应不同产品的RS-232C技术标准 • 2、只需要单一 +5V电源供电 • 3、片载电荷泵具有升压、电压极性反转能 力，能够产生+10V和-10V电压V+、V• 4、功耗低，典型供电电流5mA • 5、内部集成2个RS-232C驱动器 • 6、高集成度，片外最低只需4个电容即可 工作。
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
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。
基于单片机的GPS全球卫星定位系统设计
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。
基于单片机GPS定位系统的设计.(精选)
南阳理工学院计算机与信息工程学院软硬件专业综合课程设计总结报告题目：基于单片机的GPS定位系统*名：***学号：************专业：通信工程指导教师：**起止日期： 14.2—14.6南阳理工学院计算机与信息工程学院软硬件专业综合课程设计任务书目录1.引言 02.方案选择 (1)2.1. 方案一 (1)2.2. 方案二 (1)3.硬件设计 (3)3.1. 系统总体结构图 (3)3.2. 单片机引脚连接电路 (3)3.3. LCD显示电路 (5)3.4. ISD语音电路 (6)3.5. LM7805稳压电路 (7)4. 软件设计 (9)4.1. 程序流程图 (9)4.2. 单片机串行通信 (9)4.3. GPS接收语句设计 (10)4.4. LCD1602流程图 (12)4.5. ISD1730流程图 (14)5. 系统调试 (15)5.1. 单片机下载口调试 (15)5.2. LCD1602调试 (15)5.3. GPS定位坐标调试 (16)5.4. ISD1730语音录入调试 (17)5.5. LM7805供电部分调试 (19)谢辞 (20)参考文献 (21)附录 (22)附录1-原理图 (22)附录2-PCB图 (23)附录3-程序及注释 (24)1.引言GPS 技术在军事、通讯、气象、勘探、导航、遥感、大地测量、地球动力以及天文等众多学科领域得到极其广泛的应用，推动了科学技术的迅猛发展，也丰富了人类的科学文化生活。
现在，GPS 的外型设计已经转向便携式发展，逐步踏入寻常百姓的生活中。
所以，对GPS 的研究具有十分重要的意义。
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。
太空卫星共有27颗，24颗运行，3颗备用。
24颗可操作的工作卫星以55°的倾角分布在地球上空20～200KM的6个轨道面上。
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定位器设计
摘要在当今这个快速发展的信息化时代，GPS全球定位系统被广泛应用于实际生活中，扮演着重要的角色。
它性能良好、精度准确、应用广泛，在当今世界导航定位系统中处于独一无二的尖峰位置。
自20世纪90年代向全世界所有国家免费开放以来，以全球化的覆盖、全天候连续实时提供高精度的三维位置、三维速度和时间信息的能力，很好的解决了人类导航和定位等问题。
论文讨论基于单片机的GPS接收系统设计,提出了对GPS全球定位系统定位信息的接收以及对各定位参数数据的提取方法，介绍各个器件功能并给出了系统的硬件电路及软件流程图，通过本设计方法，本系统单片机控制GPS模块较为精确地计算和显示日期、时间、经度、纬度等卫星信息。
研究GPS的原理与技术的同时，介绍单片机的编程及其应用，液晶显示屏及其实现方法。
制作完整的方案，以软硬件相结合的方法来完成整个GPS数据接收和显示的过程。
该定位系统的制作与学习完成时，本设计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：单片机 GPS 导航定位AbstractIn today's rapid development of the information age, Global Positioning System (GPS) is widely used in real life.It playing an important role in this world. It has good performance, accurate precision and used widely.At a unique peak position of the navigation and positioning system in today's world .Since the 1990s,it open and free for all the country in the world,it solve many problems of human navigation and positioning very well by the globalization of the cover,offer the high precision of three dimensional position around the clock and continuous real-time, the speed of the 3D and the ability of time information.Paper discusses the GPS receiving system based on singlechip design，proposed to the Global Positioning System (GPS) how to receivers positioning information and each positioning parameters of data extraction method,it introduce each device function .The system hardware circuit and the soft ware flow chart was given out.Through this design method,the single-chip microcomputer control GPS calculated exactly and show some information of satellite like the date the time the longitude and the latitude. At the same time with the principle and technology of GPS,It introduce the programming and the application of the singlechip microcomputer,LCD and its realization plete the whole GPS data receiving and display the process with the method of combining the software and hardware,and make a complete solutions to solve problems.When the positioning system of production and learning had completed,this design is practical valuable and reference valueable in the application development of Measurement and control field. Keywords：singlechip ,GPS,navigation positioning目录摘要.............................................................................. 错误！未定义书签。
基于51单片机的GPS定位系统的设计
第一章51单片机概述....................................................................................................... - 1 -1.1 单片机概述............................................................................................................. - 1 -1.2 51单片机系统的结构组成及性能 .................................................................. - 1 -1.2.1 结构组成...................................................................................................... - 1 -1.2.2 80C51单片机引脚介绍........................................................................... - 2 -1.2.3 单片机主要部件功能............................................................................... - 3 -1.3 8255芯片介绍....................................................................................................... - 4 -1.3.1 工作原理...................................................................................................... - 5 -1.3.2 工作方式...................................................................................................... - 5 -1.4 8250芯片介绍....................................................................................................... - 6 -1.5 LCD液晶显示器介绍 ......................................................................................... - 6 - 第二章GPS定位系统简介.............................................................................................. - 7 -2.1 GPS定位系统的发展.......................................................................................... - 7 -2.2 GPS定位系统的基本原理................................................................................. - 7 -2.3 GPS模块的主要技术参数................................................................................. - 8 -2.4 GPS定位系统的组成部分................................................................................. - 8 -2.5 GPS定位的流程................................................................................................... - 9 -2.6 GPS定位系统的特点.......................................................................................... - 9 - 第三章硬件连接电路...................................................................................................... - 11 -3.1 电路设计要求与目的 ........................................................................................ - 11 -3.2 电路设计原理...................................................................................................... - 11 -3.3 GPS与单片机、LCD的电路连接 ................................................................ - 12 - 第四章软件设计............................................................................................................... - 13 -4.1 系统工作流程...................................................................................................... - 13 -4.2 软件的设计........................................................................................................... - 13 -4.2.1 程序框图.................................................................................................... - 13 -4.2.2 实验连线.................................................................................................... - 15 -4.2.3 运行实验程序GPS.ASM ...................................................................... - 15 -4.3 数据显示与分析 ................................................................................................. - 17 -4.3.1 数据显示.................................................................................................... - 17 -4.3.2 数据监测分析........................................................................................... - 17 - 第五章实验总结............................................................................................................... - 19 - 参考文献 ................................................................................................................................. - 20 -第一章51单片机概述1.1 单片机概述单片机（Single chip microcomputer）微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机。
基于单片机GPS定位系统的设计
基于单片机GPS定位系统的设计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。
本文主要研究GPS 的定位原理与技术，单片机的编程及其应用，液晶屏的功能及其实现方法，语音系统及其功能应用。
制作了一套设计方案，以软、硬件相结合的方式完成整个GPS数据接收和显示以及播音的过程。
本课题采用GPS模块GR-87、单片机AT89S52、液晶显示屏LCD1602、语音芯片ISD1730设计一款可以实时显示当前所在位置的纬度、经度等信息，并且可以语音报告当前经纬度，并且设定了至少5个地点地址，在这5个地址的范围内可以语音报告所在地址，并且显示相应的代码，通过设计，编程，调试，该定位语音系统工作正常，可以满足基本的课题要求。
目录1.引言 (2)2.方案选择 (3)2.1. 方案一 (3)2.2. 方案二 (4)3.硬件设计 (5)3.1. 系统总体结构图 (5)3.2. 单片机引脚连接电路 (5)3.3. LCD显示电路 (7)3.4. ISD语音电路 (8)3.5. LM7805稳压电路 (9)4. 软件设计 (11)4.1. 程序流程图 (11)4.2. 单片机串行通信 (11)4.3. GPS接收语句设计 (12)4.4. LCD1602流程图 (14)4.5. ISD1730流程图 (16)5. 系统调试 (17)5.1. 单片机下载口调试 (17)5.2. LCD1602调试 (17)5.3. GPS定位坐标调试 (18)5.4. ISD1730语音录入调试 (19)5.5. LM7805供电部分调试 (21)谢辞.......................................................................................................................... 错误!未定义书签。
基于51单片机的GPS定位系统的设计说明
目录摘要1第一章 51单片机概述11.1 51单片机系统的结构组成11.2 51单片机系统的功能特性21.2.1 51单片机系统的结构21.2.2 功能特性：21.3 8255芯片原理与其功能31.4 液晶显示模块原理4第二章 GPS定位系统简介52.2 GPS定位系统的基本原理52.3 GPS模块定位流程62.4 NMEA-0183数据格式6第三章硬件连接电路73.1单片机73.2 GPS模块73.2.1 概述73.2.3 管脚介绍83.3 显示部分9第四章软件设计104.1系统软件概述104.2软件程序的编写114.2.1 初始化模块114.2.2 数据处理模块114.2.3 人机对话模块144.3 代码实现15第五章实验总结16参考文献16摘要GPS是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称。
GPS起始于1958年美国军方的一个项目，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 。
主要目的是为陆海空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年，全球覆盖率高达98%的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(Geometrical Product Specifications)-简称GPS。
第一章 51单片机概述1.1 51单片机系统的结构组成51单片机是对所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称。
该系列单片机的始祖是Intel的8031单片机，后来随着Flash rom技术的发展，8031单片机取得了长足的进展，成为应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。
很多公司都有51系列的兼容机型推出，今后很长的一段时间将占有大量市场。
毕业设计(论文)说明书(基于单片机的GPS设计)
四川理工学院毕业设计（论文）说明书基于单片机的GPS设计题目：系别：电子与信息工程系专业班级：自动化 2 班学生姓名：潘越指导教师：方宁教研室：自动化教研室提交时间：2007年6月13日潘越：基于单片机的GPS设计摘要本设计详细介绍了一种基于单片机、GPS接收模块、1602液晶屏等器件的GPS实时显示功能的实现。
分别从硬件和软件实现等方面对设计作了详细的阐述，并且结合硬件的特点研究了MCS－51系列单片机如何与GPS接收模块实现串行通信，该系统是根据GPS 模块数据输出基本原理设计而成的。
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；1602液晶屏；串行通信；四川理工学院本科毕业（设计）论文ABSTRACTThe desingn of GPS(Global Positioning System )portable receiver is introduced in detail.The receiver has been realized on the basis of MCU,GPS receiver and 1602LCD screen etc.The system is discussed in two aspects,software and hardware.It is widely used in traveling,navigations,land surveys,prospecting and many other fields.And it is designed based on principles of GPS ,which is small bulk,easy to take and can be independently used.KEY WORDS: GPS(Global Positioning System )；MCU51；1602LCD screen潘越：基于单片机的GPS设计目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章引言 (1)1.1课题的背景及意义 (1)1.2总体方案的设计 (2)第2章GPS全球定位系统介绍与接收GPS定位信号方案 (3)2.1 GPS全球定位系统及GPS接收模块的研究 (3)2.1.1 GPS全球定位系统 (3)2.1.2 GPS接收模块的研究 (6)2.2 接收GPS定位信号方案 (7)第3章基于单片机的GPS硬件设计 (8)3.1基于单片机的GPS硬件总体结构 (8)3.2 基于单片机的GPS设计硬件部分介绍 (9)3.2.1 AT89S51微处理器主要性能 (9)3.2.2 SERF GS1100 GPS信号接收模块介绍 (10)3.2.3 1602液晶显示模块介绍 (11)3.2.4电平转换电路介绍 (13)3.2.5 电源 (14)3.3 基于单片机的GPS硬件连接介绍 (14)第4章基于单片机的GPS软件设计 (15)4.1 GPS NAEA 0183数据格式介绍 (15)4.2基于单片机的GPS软件开发环境 (16)4.2.1程序编译环境――Keil uVision2 (16)4.2.2串口通信调试工具――COMPort Debuger V2.00 (17)4.2.3单片机程序编程软件――SLISPV1.3.2 (17)4.2.4 GPS接收模块调试软件——uNav Analyzer (18)4.3基于单片机的GPS软件设计思路 (20)4.4 各模块软件设计 (21)4.4.1 串口初始化模块 (21)4.4.2 液晶模块初始化模块 (21)4.4.3 数据接收模块 (22)四川理工学院本科毕业（设计）论文4.4.4 数据格式调整送显模块 (24)第五章设计过程中出现的问题及解决办法 (28)5.1液晶屏无显示 (28)5.2 GPS模块送出数据单片机不能接收 (28)第六章总结 (29)致谢 (30)参考文献 (31)附录一 (32)附录二 (33)潘越：基于单片机的GPS设计第1章引言1.1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。
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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。
而美国空军则提出了621-B的以每星群4到5颗卫星组成3至4个星群的计划，这些卫星中除1颗采用同步轨道外其余的都使用周期为24h的倾斜轨道该计划以伪随机码(PRN)为基础传播卫星测距信号，其强大的功能，当信号密度低于环境噪声的１％时也能将其检测出来。
伪随机码的成功运用是GPS系统得以取得成功的一个重要基础。
海军的计划主要用于为舰船提供低动态的2维定位，空军的计划能供提供高动态服务，然而系统过于复杂。
由于同时研制两个系统会造成巨大的费用而且这里两个计划都是为了提供全球定位而设计的，所以1973年美国国防部将2者合二为一，并由国防部牵头的卫星导航定位联合计划局（JPO)领导，还将办事机构设立在洛杉矶的空军航天处。
该机构成员众多，包括美国陆军、海军、海军陆战队、交通部、国防制图局、北约和澳大利亚的代表。
1.2 GPS的组成GPS主要由空间卫星星座、地面监控站及用户设备三部分构成1.GPS空间卫星星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成。
24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内,轨道平面的倾角为55°,卫星的平均高度为20200 km,运行周期为11 h 58 min。
卫星用L波段的两个无线电载波向广大用户连续不断地发送导航定位信号,导航定位信号中含有卫星的位置信息,使卫星成为一个动态的已知点。
在地球的任何地点、任何时刻,在高度角15°以上,平均可同时观测到6颗卫星,最多可达到9颗[1]。
GPS 卫星产生两组电码，一组称为C/ A 码( Coarse/ Acquisition Code11023MHz)，一组称为P 码(Procise Code 10123MHz) 。
2. 地面控制部分由一个主控站，5 个全球监测站和3 个地面控制站组成。
监测站均配装有精密的铯钟和能够连续测量到所有可见卫星的接受机。
监测站将取得的卫星观测数据,包括电离层和气象数据，经过初步处理后，传送到主控站。
主控站从各监测站收集跟踪数据，计算出卫星的轨道和时钟参数，然后将结果送到3 个地面控制站。
地面控制站在每颗卫星运行至上空时，把这些导航数据及主控站指令注入到卫星。
这种注入对每颗GPS卫星每天一次,并在卫星离开注入站作用范围之前进行最后的注入。
如果某地面站发生故障，那么在卫星中预存的导航信息还可用一段时间,但导航精度会逐渐降低。
3.GPS用户设备由GPS接收机、数据处理软件及其终端设备(如计算机)等组成。
GPS接收机可捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号,跟踪卫星的运行,并对信号进行交换、放大和处理,再通过计算机和相应软件,经基线解算、网平差,求出GPS接收机中心(测站点)的三维坐标。
GPS 接收机的结构分为天线单元和接收单元两部分。
目前各种类型的接受机体积越来越小，重量越来越轻，便于野外观测使用。
1．3 GPS的发展趋势(1)陆地应用，主要包括车辆导航、应急反应、大气物理观测、地球物理资源勘探、工程测量、变形监测、地壳运动监测、市政规划控制等；(2)海洋应用，包括远洋船最佳航程航线测定、船只实时调度与导航、海洋救援、海洋探宝、水文地质测量以及海洋平台定位、海平面升降监测等；(3)航空航天应用，包括飞机导航、航空遥感姿态控制、低轨卫星定轨、导弹制导、航空救援和载人航天器防护探测等，GPS技术也同样应用于特大桥梁的控制测量中。
由于无需通视，可构成较强的网形，提高点位精度，同时对检测常规测量的支点也非常有效。
GPS技术在隧道测量中也具有广泛的应用前景，GPS测量无需通视，减少了常规方法的中间环节，因此，速度快、精度高，具有明显的经济和社会效益。
国内业界已有多家厂商投入GPS定位系统研制，目前，业界普遍看好汽车导航定位系统市场及未来的个人手机(Cell Phone)定位系统市场，这也正是GPS 定位系统研制商的未来商机所在。
1.4 Globalsat和HOLUX的EB-3531公司代理台湾环天（Globalsat）和长天（HOLUX）及ProGin的GPS系列产品，主营GPS模块, GPS接收器， GSM/GPRS模块，GPS天线等, GPS模块以SIRF3及MTK芯片的为主，在价格和质量、技术上等都有很大的优势，欢迎长期生产GPS车载导航、监控产品的厂家来电咨询及业务方面的洽谈。
GPS接收器： BR-355，BU-353，BR-305，MR-350，BT-359S，BT-359W，BC-337，BC-307，SD-502，BT-338，BT-318，BT-328，DG-100，BT-335，TR-151，TR-101，TR-102，GH-615B，GR-213，M-215，GPSlim236，GR-271，GR-240，M-1000，M-241，M-1200，SBT-268，SGM-108，GP-138SIRF系列的GPS模块： ET-314，ET-316，ET-318 ，ET-661, EB-3531, EB-3631，ET-332，EM-411（带内置天线），EM-408（带内置天线）, GR-86, GR-87，GR-89， SR-87，SR-92, GM-318等MTK系列的GPS模块：M-89，M-87 ， M-90，M-91，MT-661, MT-662，MT-285等MSTAR系列模块:MS-363,MS-363SGSM/GPRS模块：SIM300Z，SIM300CZ，SIM300DZ，SIM340Z，SIM340CZ，SIM340DZ，SIM508Z，SIM548GPS接收器： BR-355，BU-353，BR-305，MR-350，BT-359S，BT-359W，BC-337，BC-307，SD-502，BT-338，BT-318，BT-328，DG-100，BT-335，TR-151，TR-101，TR-102，GH-615B，GR-213，M-215，GPSlim236，GR-271，GR-240，M-1000，M-241，M-1200，SBT-268，SGM-108，GP-1381.5 EB-3531的特点EB-3531的特点如下：1、SiRF star III高性能GPS芯片组2、跟踪灵敏度: -159dBm3、超快TTFF(第一固定时间)低信号水平4、2串口5、4MB闪存6、内置LNA7、紧凑尺寸适合空间敏感应用8、1尺寸组件,便于安装到PCB板9、支持NMEA 0183 & SiRF双协议GPS模块EB-3531如图1.1所示：图1.1 GPS模块EB-3531第二章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。
图2.1为系统电路原理框图所示：图2.1 系统电路原理框图2.1 电源转换电路设计本系统选用2种供电方式，分别为+12V和+5V供电。
选用L7805CV实现+12V 向+5V的转变，分别供电给单片机、MAX518和LED数码管，其两端的电容可消除瞬间干扰脉冲，如图2.2所示：图2.2 L7805电源转换电路图复位是单片机的初始化操作，其主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。
除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统正处欲死锁状态时，为了摆脱困境，也需要按服位键以重新启动[2]。
单片机在RESET为高电平控制下，程序计数器（PC）和特殊功能寄存器的复位如表2.1所示。
在复位有效期间内，ALE、PSEN将输出高电平。
表2.1 复位后寄存器状态本次设计复位电路，如图2.3所示：图2.3 复位电路设计2.2GPS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（SCI）实现通讯[3]。
E580模块外围电路连接如图2.4所示：图2.4 外围电路连接2.3单片机控制系统的硬件电路系统的电路原理如图2.5所示：图2.5 系统电路原理图第三章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MUC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。
3.1 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。
图3.1为SCI的编程模型。