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 电子信息工程学生 李书阁指导教师 尹应鹏完成日期 2010年5月 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4 4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