基于单片机的gps导航装置设计设计

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1、常州机电职业技术学院毕业设计（论文）作者：印坤学号：51350234系部：信息工程系专业：应用电子技术题目：基于单片机的GPS导航装置设计指导者：左亚旻评阅者：2015年7月毕业设计（论文）中文摘要本文以基于单片机的GPS导航装置设计为主要内容，围绕“单片机控制GPS模块实现定位导航功能”这一热点课题，利用u-blox公司的GPS模块和美国Cygnal公司的C8051F020单片机，制作了GPS接收板和相应的数据处理、控制终端。给出了系统的总体设计方案并阐述了终端设计方法、开发方法和开发过程。文中首先阐述了课题涉及的相关知

2、识，主要包括定位导航的原理、系统组成、技术特点。并从系统功能和系统结构出发，通过分析比较选出合适的实现方案，在此基础上对系统所需硬件模块的选取作了简要介绍。然后针对系统的硬件设计、软件设计和软硬件联合调试等方面展开论述。本系统硬件设计分为两部分.:第一部分，接收板是以u-blox公司的GPS模块为核心并结合相关的外围电路实现。其中，接收天线的选取、天线座到模块RF1N端的50欧姆阻抗匹配设计以及电源模块的设计等都在本文中作了详细阐述。第二部分，作为导航数据处理，定位控制以及显示部分的设计，对单片机、液晶屏(OCM12864

3、)以及相关串口设计等也做了相应介绍。本系统的软件设计，采用C51语言编程，完成了单片机初始化程序、主程序(定位数据接收、处理)、液晶屏(OCM12864)初始化和显示程序的设计。最后文中详细描述了系统的实验调试过程、所遇到的问题以及解决方法，通过调试、修改，成功实现小范围的定位导航，完成课题设计的要求。并在此基础上提出了下一步的研究方向和工作。关键词:GPS;C8051F020;阻抗匹配;OCM12864;目录第1章绪论41.1论文的研究背景51.2国内外研究现状及研究意义61.3本文的研究内容71.5论文的组织9第2章卫

4、星定位系统相关技术92.1GLONASS(格鲁纳斯)卫星定位系统92.1.1系统组成92.1.2技术特点102.2伽利略卫星定位系统102.2.1系统组成102.3中国“北斗”导航系统112.3.1系统组成112.3.2技术特点112.3.3定位原理122.4GPS卫星定位系统122.4.1GPS系统的组成132.4.2技术特点142.4.3定位原理162.5目前各种卫星定位系统的比较172.6GPS系统的优点182.7GPS通信协议18第3章系统总体设计203.1系统功能203.2系统的组成203.3系统方案选取203.

5、3.1常见导航定位系统实现方案203.4定位导航终端的硬件模块的选取223.4.1单片机的选取223.4.2GPS模块的选取223.4.3液晶显示模块的选取22第4章系统硬件设计224.1系统终端的总体硬件结构224.1.1GPS接收板的设计234.1.2单片机控制模块设计234.1.3LCD模块电路设计254.2GPS接收板设计254.2.1GPS模块LEA-5H介绍254.2.2天线的选取274.2.3阻抗设计284.2.4电源供电模块设计294.2.5RS--232串口模块设计304.2.6工作指示电路设计314.3

6、单片机控制模块设计314.3.1单片机C8051F020介绍314.3.2C8051F020单片机的接口电路设计354.4RS--232C串口模块设计374.4.1RS--232C总线标准与电气特性374.4.2串行口电平转换芯片的选取374.5LCD显示模块384.5.1OCM12864介绍384.5.2LCD显示模块与C8051F020单片机硬件接口设计394.6系统抗干扰设计404.6.1PCB抗干扰设计404.6.2软件抗干扰设计41第5章系统的软件设计415.1系统时钟初始化415.21/0口的初始化425.3U

7、ARTO的初始化435.4LCD模块的初始化455.4.1指令描述455.4.2接口时序465.4.3LCD模块的初始化程序[Zs}47第6章系统调试及结论496.1系统调试软件介绍496.2接收板硬件系统调试506.3单片机硬件系统调试53第7章结论547.1结论547.2建议55致谢55参考文献56附录57附录A管脚分配图57附录A.lGPSLEA-5H模块引脚封装图58附录B电路原理图59附录B.1GPS接收板原理图60附录C本文所用到的英文检索词61第1章绪论众所周知，全球定位系统(GlobalPositionin

8、gSystem，以下简称GPS)是一种广泛使用的卫星定位系统，在地球上空分布有24颗卫星，用户通过GPS接收机接收卫星信号，就可以实时地获得高精度的三维位置/速度和时间信息，给车辆、轮船等交通工具的导航定位提供了具体、实时的定位能力。目前许多国家已经批量生产各种GPS终端模块，俄罗斯的GLONASS系统