基于单片机的gps定位系统硬件设计

基于单片机的GPS定位系统硬件设计,2010届本科生毕业论文答辩,学院 (系)：电子与电气工程系专 业：电子信息工程,系统的总体分析,GPS模块实现定位,单片机通过串口控制GPS模块，获得定位数据,根据需要把定位数据存储在EEPROM或在液晶显示模块上显示,键盘实现功能选择,看门狗电路确保系统的可靠性,本系统的设计是在单片机的理论基础上，选用ATMEL公司的AT89C51提取GPS模块接收的定位数据并由LCD显示该数据。使用NMEA输出命令，结合单片机串行通信知识能实现对GPS接收到的卫星信息进行提取，并在液晶显示平台上选择性的显示数据。,系统的总体设计,整个系统以AT89C51单片机为核心，外围电路主要包括以下几个单元模块： 1、键盘模块； 2、看门狗及EEPROM模块； 3、液晶显示模块； 4、GPS模块； 5、电源电路。,键盘接口电路,本部分设计采用的是44的矩阵式键盘接口电路 ，这种键盘接口电路的优点是可以大量节省I/O口，并且在取m=n时最为显著。,看门狗电路,本部分设计采用美国Xicor公司生产的标准化8引脚集成电路X5045，它将EEPROM、看门狗定时器、电压监控三种功能集合在单个芯片之内，大大简化了硬件设计，提高了系统的可靠性，减少了对印制电路板的空间要求，降低了成本和系统功耗，是一种理想的单片机外围芯片。,LCD模块电路,本部分设计采用的是点阵型液晶显示模块TS12864A1。其具有低功耗、体积小、显示内容丰富、接口电路简单、操作方便等优点，可构成全中文人机交互图形界面。,GPS模块电路,本部分设计采用韩国JCOM出产的内置天线GPS接收模块C3-370B，其定位快速，低耗电，搜星质量上乘，在众多GPS接收机中工作稳定性能较为出众，它的输出、输入信息具有格式清晰、信息量大、数据结构完整等优点，非常适合于二次开发。,电源电路,本系统中所有芯片的工作电压都维持在5V左右，故可以采用+5V的直流电源来供电。为了确保系统电路的安全可靠，这里采用DC/DC转换器LM7805组成稳压电源，所需的外围元件极少，电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便，并且价格便宜。,系统实现,在Proteus仿真环境下，由于元件库中没有GPS接收模块，这里采用虚拟串口的方法对单片机传输定位数据。结果表明，该系统的设计方法是可行的，具有很强实用性、可靠性，能够满足生产实际的需要，成本也低于同类产品。,总结,本设计研究了基于单片机的GPS定位系统硬件电路的设计原理与实现方法，完成了具有基本定位功能的低成本GPS设备的硬件开发。文章详细描述了AT89C51与液晶显示模块、GPS接收机、外部按键等硬件接口电路的设计；同时考虑到环境中存在干扰的问题，抗干扰与可靠性设计就显得尤为重要，如看门狗技术、复位电路等在电路设计中的应用。经过实际调试整个系统工作正常，能实时显示文本形式的GPS三维数据和当前时间。以AT89C51单片机为控制核心，LCD和键盘作为人机界面，以较低的成本满足