基于gps的時(shí)鐘信息顯示電路設(shè)計(jì)

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1、一、概述GPS全球定位系統(tǒng)在實(shí)際生活中被廣泛應(yīng)用，是當(dāng)今信息時(shí)代發(fā)展中的重要組成部分。因其具有性能好、精度高、應(yīng)用廣的特點(diǎn)，使其成為了迄今為止最好的定位導(dǎo)航系統(tǒng)。隨著GPS的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，GPS設(shè)備普及速度也將大大加快，在我們國(guó)內(nèi)GPS產(chǎn)業(yè)才剛剛起步，GPS產(chǎn)業(yè)的興起勢(shì)必也將大大的推進(jìn)GPS在民間的應(yīng)用。GPS已在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用，為促進(jìn)人類(lèi)發(fā)展作出了不可估量的貢獻(xiàn)。本論文詳細(xì)介紹了一種基于AT89S51單片機(jī)、RCB-4HGPS信號(hào)接收模塊、LCD1602液晶顯示模塊等器件的時(shí)鐘信息提取并顯示功能的實(shí)現(xiàn)。主

2、要是從軟件設(shè)計(jì)方面對(duì)其作了詳細(xì)的闡述，并且結(jié)合硬件的特點(diǎn)研究了MCS－51系列單片機(jī)如何與GPS接收模塊實(shí)現(xiàn)串行通信，該系統(tǒng)是根據(jù)GPS模塊數(shù)據(jù)輸出基本原理設(shè)計(jì)而成的。二、方案論證要實(shí)現(xiàn)在液晶顯示器上顯示出接收到的GPS時(shí)鐘信息，首先要實(shí)現(xiàn)GPS信號(hào)的接收和調(diào)制。在接收GPS方案上我們可以有兩種選擇。第一種方案是選擇GPS接收芯片然后再根據(jù)芯片設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)外圍電路和安裝天線等，選擇這個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)是可以掌握到GPS接收部分的電路設(shè)計(jì)技術(shù)，但是這個(gè)方案的缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的，首先實(shí)現(xiàn)的難度較大不容易成功，其次由于GPS接收

3、芯片一般都是廠商直接供貨，單獨(dú)采購(gòu)價(jià)格會(huì)很高。第二種方案是選擇成品的，采用這個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)是由于現(xiàn)階段GPS接收模塊的制造技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，性能穩(wěn)定并且使用非常方便，定位成功后直接就可以通過(guò)模塊的串口輸出GPS信息。當(dāng)然其缺點(diǎn)就體現(xiàn)在，由于GPS接收模塊已經(jīng)由廠家完成了設(shè)計(jì)與封裝，所以其核心技術(shù)我們就不得而知。不過(guò)對(duì)于我們也并不影響其應(yīng)用。并且在經(jīng)過(guò)大規(guī)模的商業(yè)化生產(chǎn)后價(jià)格已經(jīng)很低，這些模塊在市面上也能夠非常容易的購(gòu)買(mǎi)到。本設(shè)計(jì)采用的是方案二，GPS接收模塊容易得到我們想要的數(shù)據(jù)，且性?xún)r(jià)比較高。三、電路設(shè)計(jì)1.總體設(shè)計(jì)根

4、據(jù)總體設(shè)計(jì)方案，該基于單片機(jī)的GPS軟件設(shè)計(jì)主要由GPS信號(hào)接收部分（RCB-4HGPS信號(hào)接收模塊）、控制芯片（AT89S51單片機(jī)）、顯示部分（1602LCD液晶顯示模塊）這幾部分構(gòu)成。其大體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。14單片機(jī)AT89S51RCB-4HGPS模塊LCD顯示模塊圖1單片機(jī)控制系統(tǒng)原理框圖，2.AT89S51微處理器主要性能AT89S51是一個(gè)低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含4kbytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的只讀程序存儲(chǔ)器（Flash）和128bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公

5、司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，內(nèi)置功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89S51提供了高性?xún)r(jià)比的解決方案。AT89S51是一個(gè)低功耗高性能單片機(jī)，40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外中斷口，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，AT89S51可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫(xiě)的Flash存儲(chǔ)器可有效地降低開(kāi)發(fā)成本。其引腳電路如圖2所示。圖

6、2AT89S51管腳示意圖14AT89S51各引腳功能介紹VCC：電源正端輸入，接+5V。VSS：電源地端。XTAL1：?jiǎn)涡酒到y(tǒng)時(shí)鐘的反相放大器輸入端。XTAL2：系統(tǒng)時(shí)鐘的反相放大器輸出端，一般在設(shè)計(jì)上只要在XTAL1和XTAL2上接上一只石英振蕩晶體系統(tǒng)就可以動(dòng)作了，此外可以在兩引腳與地之間加入一20PF的小電容，可以使系統(tǒng)更穩(wěn)定，避免噪聲干擾而死機(jī)。RESET：AT89S51的重置引腳，高電平動(dòng)作，當(dāng)要對(duì)晶片重置時(shí)，只要對(duì)此引腳電平提升至高電平并保持兩個(gè)機(jī)器周期以上的時(shí)間，AT89S51便能完成系統(tǒng)重置的各項(xiàng)動(dòng)

7、作，使得內(nèi)部特殊功能寄存器之內(nèi)容均被設(shè)成已知狀態(tài)，并且至地址0000H處開(kāi)始讀入程序代碼而執(zhí)行程序。EA/Vpp："EA"為英文"ExternalAccess"的縮寫(xiě)，表示存取外部程序代碼之意，低電平動(dòng)作，也就是說(shuō)當(dāng)此引腳接低電平后，系統(tǒng)會(huì)取用外部的程序代碼（存于外部EPROM中）來(lái)執(zhí)行程序。因此在8031及8032中，EA引腳必須接低電平，因?yàn)槠鋬?nèi)部無(wú)程序存儲(chǔ)器空間。如果是使用8751內(nèi)部程序空間時(shí)，此引腳要接成高電平。此外，在將程序代碼燒錄至8751內(nèi)部EPROM時(shí)，可以利用此引腳來(lái)輸入21V的燒錄高壓（Vpp）。

8、ALE/PROG：ALE是英文"AddressLatchEnable"的縮寫(xiě)，表示地址鎖存器啟用信號(hào)。AT89S51可以利用這支引腳來(lái)觸發(fā)外部的8位鎖存器（如74LS373），將端口0的地址總線（A0～A7）鎖進(jìn)鎖存器中，因?yàn)锳T89S51是以多工的方式送出地址及數(shù)據(jù)。平時(shí)在程序執(zhí)行時(shí)ALE引腳的輸出頻率約是系統(tǒng)工作頻率的1/6，