某大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目結(jié)題驗收材料(樣表)

佟力士律

大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目結(jié)題驗收材料

項目名稱基于單片機車載GPS車況定位顯示系統(tǒng)的研究與設(shè)計

項目負責人李子健

所學(xué)專業(yè)電子信息工程

所在學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院

電話（手機）

電子信箱

項目起止年月2013年10月一2014年9月

第一指導(dǎo)教師

專業(yè)技術(shù)職務(wù)副教授/研究生

電話（手機）

電子信箱

結(jié)題日期

江南大學(xué)教務(wù)處制

目錄

1大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目結(jié)題驗收表.............

2大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目總結(jié)報告...............

3大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目成果精粹...............

4大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目成果佐證材料...........

江南大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目結(jié)題驗收表

學(xué)院名稱：物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院填寫日期：2014年09月

基于單片機車載GPS車況定位顯示

項目名稱項目編號

系統(tǒng)的研究與設(shè)計

承擔工作量

姓名學(xué)號本人簽字備注

(%)

李子健20李子健

負責人0703110121

20

成員1梁凱偉0703110122梁凱偉

項目組成員

20

成員2程微微0703110119程微微

20

成員3洪冬梅0703110120洪冬梅

20

成員4蔣娜0703110121蔣娜

姓名年齡職稱聯(lián)系電話(手機)

指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師1李英58副教授

指導(dǎo)教師2

1

一、研究成果簡介

GPS模塊中選用M-87GPS,將其裝置到車輛上，并通過衛(wèi)星定位獲取該車輛具體位置。

通過DF接收和發(fā)射無線通信模塊，傳遞GPS獲得的兩車之間的車距，車速等信息。經(jīng)

過數(shù)據(jù)分析，在LCD顯示模塊中顯示周圍車輛位置關(guān)系及其車速信息，最終研制基于

單片機的車載GPS系統(tǒng)定位顯示系統(tǒng)1套。

2

二、成果特色及創(chuàng)新點：

特色：造價成本低、系統(tǒng)穩(wěn)定且精度高，傳輸性能好

創(chuàng)新點：1、GPS選用M-87型號

2、系統(tǒng)基于單片機穩(wěn)定性更高

3、DF接收發(fā)生模塊傳輸性能穩(wěn)定

三、成果形式及數(shù)量:

■文獻綜述_______份；□專利_________個;

口調(diào)研報告_______份；□軟件_________件;

口設(shè)計作品_______份；□圖紙_________套;

□實驗記錄_______份；□論文_________篇;

口制作實物_______件：口課件_________件;

口心得體會份；口其它O

3

四、指導(dǎo)教師意見：

簽名：

2014年09月日

五、驗收專家組意見：

1、專家組意見：

2、專家組建議：

□推薦參加競賽；

□希望進一步產(chǎn)品化；

□申請專利；

□發(fā)表論文；

□推薦參加成果展示

專家組成員簽字：

2014年10月08日

六、學(xué)院意見：

驗收結(jié)論：

口通過口不通

負責人簽字：毛力學(xué)院蓋章

2014年10月08日

七、學(xué)校意見：

負責人（簽名）：蓋章：

年月日

4

佟力上4

大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃

《基于單片機車載GPS車況定位顯示系統(tǒng)的研究與設(shè)計》

總結(jié)報告

江南大學(xué)

二。一四年十月

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1、項目的立項依據(jù)（包括項目的研究意義、應(yīng)用價值、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析,

并附主要參考文獻目錄）

研究意義及應(yīng)用價值：

受建筑物拐角視覺盲點及惡劣天氣等原因影響，汽車在行駛過程中，常常

因不能得知其他車輛的位置信息而發(fā)生交通事故。為改善這一現(xiàn)狀，我們團隊

擬研究基于單片機的車載GPS車況定位顯示系統(tǒng)。

國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析：

目前的定位系統(tǒng)主要應(yīng)用的是車載GPS定位，駕駛員能夠通過車載GPS

了解車輛位置、車輛行使方向、車速及所處海拔高度等信息，除此之外，GPS

導(dǎo)航儀還提供全程語音提示，駕車者無須觀察顯示界面就能夠完成導(dǎo)航的全過

程，使行車更加安全舒適。但是，目前的GPS定位系統(tǒng)仍然存在一定的局限性,

它無法監(jiān)測到其他車輛信息，也就無法實時檢測到行駛車輛之間的距離，避免

追尾事故的發(fā)生。而且國內(nèi)外的車距檢測系統(tǒng)也并不完善，技術(shù)尚未成熟，有

待開發(fā)。

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2、研究內(nèi)容、研究目標及擬解決的關(guān)鍵問題

研究內(nèi)容：

研制基于單片機的車載GPS系統(tǒng)定位顯示系統(tǒng)1套。

研究目標：

1）定車行程跟蹤：

對事先確定好的特定車輛進行行程跟蹤。在實際的業(yè)務(wù)中，用戶根據(jù)自己的需要，

通過選擇特定的車輛車牌號，系統(tǒng)能夠根據(jù)用戶指定的車牌號，把車輛當前所在的地理

位置以地圖形式顯示出來，同時顯示行駛速度、方向、以及終端運行信息，而不是GPS

返回來的經(jīng)度和緯度等數(shù)字信息。

2）定點車輛跟蹤：

通過鼠標選定某一地理區(qū)域，系統(tǒng)顯示出在該地點區(qū)域內(nèi)的車輛分布情況，用戶可

有選擇的查看車輛的具體位置信息。

3）目標鎖定跟蹤：

在多目標監(jiān)控狀態(tài)下，監(jiān)控窗口可以指定一個目標為鎖定跟蹤目標（主控車輛）。

當鎖定目標運動出當前監(jiān)控窗口地圖顯示區(qū)域時，系統(tǒng)通過地圖滾動使鎖定目標保持在

窗口視野中。

4）車輛顯示狀態(tài)控制：

在跟蹤車輛的操作過程中，用戶有時并不希望在地圖上顯示所有的車輛，也就是說

用戶可以通過某種手段控制車輛的顯示狀態(tài)。車輛顯示狀態(tài)控制功能就是相當于一個顯

示狀態(tài)控制開關(guān)。

擬解決的關(guān)鍵問題：

1）實時監(jiān)控功能使車輛的狀況（位置、附近建筑、行駛方向、行駛速度、車輛工作狀

態(tài)等）一目了然。

2）電子?xùn)艡诠δ苁管囕v在規(guī)定好的區(qū)域內(nèi)行駛，超出區(qū)域自動報警，防止車輛被騙去

出售。

3）軌跡回放功能輕松追回車輛。

④保障你車輛的安全。

7

3、擬采取的研究方法及可行性分析

1)GPS模塊：

裝置到車輛上的小型裝置，是GPS車載單元的一部分，用來排匯衛(wèi)星所傳

遞的信息，GPS的空間部分是由24顆GPS工作衛(wèi)星所組成，這些GPS工作衛(wèi)

星共同組成了GPS衛(wèi)星星座，其中21顆為可用于導(dǎo)航的衛(wèi)星，3顆為活動的

備用衛(wèi)星。這24顆衛(wèi)星分布在6個傾角為55°的軌道上繞地球運行。衛(wèi)星的

運行周期約為12恒星時。每顆GPS工作衛(wèi)星都發(fā)出用于導(dǎo)航定位的信號。GPS

用戶正是利用這些信號來進行工作的。

2)無線通信模塊：

a)DF數(shù)據(jù)發(fā)射模塊：

DF數(shù)據(jù)發(fā)射模塊的工作頻率為315M,采用聲表諧振器SAW穩(wěn)頻，頻

率穩(wěn)定度極高，DF發(fā)射模塊未設(shè)編碼集成電路，而增加了一只數(shù)據(jù)

調(diào)制三極管Q1,這種結(jié)構(gòu)使得它可以方便地和其它固定編碼電路、滾

動碼電路及單片機接口。比如用PT2262等編碼集成電路配接時，直接

將它們的數(shù)據(jù)輸出端第17腳接至DF數(shù)據(jù)模塊的輸入端即可。DF數(shù)據(jù)

模塊具有較寬的工作電壓范圍3?12V,當發(fā)射電壓為12V時，空曠地

傳輸距離700~800米。但是一般實用距離只有標稱距離的20%甚至

更少，這點需要在開發(fā)時注意考慮。

b)DF數(shù)據(jù)接收模塊：

DF接收模塊的工作電壓為5伏，靜態(tài)電流4毫安，接收靈敏度為一

105dbm,接收天線最好為25?30厘米的導(dǎo)線，。該接收模塊的天線輸

入端有選頻電路且抗干擾能力較強、輻射極小。在使用該模塊時，如

果利用單片機的軟件解碼可以省略解碼芯片，使系統(tǒng)的硬件得以簡化,

但是要考慮單片機的時鐘頻率的倍頻會對接收模塊的干擾，比如單片

機應(yīng)離開接收模塊，降低單片機的工作頻率，中間加入屏蔽等，更應(yīng)

該避免共用一條地線。另外，該接收模塊工作時一般輸出的是高電平

脈沖，不是直流電平，所以不能用萬用表測試，調(diào)試時可用一個發(fā)光

二極管串接一個3K的電阻監(jiān)測DF模塊的輸出狀態(tài)。

8

3、顯示模塊：用來顯示位置路況等視頻圖象信息。我們選用LCD顯示器,

其優(yōu)點為：機身薄，節(jié)省空間；省電，不產(chǎn)生高溫；低輻射，益健康；畫

面柔和不傷眼

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4、項目特色與創(chuàng)新點

特色：造價成本低、系統(tǒng)穩(wěn)定且精度高，傳輸性能好

創(chuàng)新點：1、GPS選用M-87型號

2、系統(tǒng)基于單片機穩(wěn)定性更高

3、DF接收發(fā)生模塊傳輸性能穩(wěn)定

佟力士律

大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃

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《基于單片機車載GPS車況定位顯示系統(tǒng)的研究與設(shè)計》

成果精粹

江南大學(xué)

二。一四年十月

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1.1.1GPS定義

利用GPS定位衛(wèi)星，在全球范圍內(nèi)實時進行定位、導(dǎo)航的系統(tǒng)，稱為全球衛(wèi)

星定位系統(tǒng)，簡稱GPS。GPS的空間部分是由24顆衛(wèi)星組成（21顆工作衛(wèi)星；3顆備

用衛(wèi)星），它位于距地表20200km的上空，均勻分布在6個軌道面上（每個軌道面4顆）,

軌道傾角為55。。衛(wèi)星的分布使得在全球任何地方、任何時間都可觀測到4顆以上的衛(wèi)星,

并能在衛(wèi)星中預(yù)存導(dǎo)航信息，GPS的衛(wèi)星因為大氣摩擦等問題；隨著時間的推移，導(dǎo)航

精度會逐漸降低。

1.1.2GPS定位基本原理

GPS定位的基本原理是根據(jù)高速運動的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)，

采用空間距離后方交會的方法，確定待測點的位置。如圖所示，假設(shè)t時刻在地面

待測點上安置GPS接收機，可以測定GPS信號到達接收機的時間At,再加上接收機

所接收到的衛(wèi)星星歷等其它數(shù)據(jù)。

1.1.3GPS特點

（1）全球全天候定位

GPS衛(wèi)星的數(shù)目較多，且分布均勻，保證了地球上任何地方任何時間至少可以同時

觀測到4顆GPS衛(wèi)星，確保實現(xiàn)全球全天候連續(xù)的導(dǎo)航定位服務(wù)（除打雷閃電不宜觀測

外）。

（2）定位精度高

應(yīng)用實踐已經(jīng)證明，GPS相對定位精度在50km以內(nèi)可達10-6m,100-500km

可達10-7m,1000km可達10-9mo在300-1500m工程精密定位中，1小時以上觀測

時解其平面位置誤差小于1mm,與ME-5000電磁波測距儀測定的邊長比較，其邊

長較差最大為0.5mm,校差中誤差為0.3mm。

實時單點定位（用于導(dǎo)航）：P碼1~2m；C/A碼5?10m。

靜態(tài)相對定位：50km之內(nèi)誤差為幾mm+（l?2Ppm*D）；50km以上可達

0.1?O.Olppm。

實時偽距差分（RTD）：精度達分米級。

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實時相位差分（RTK）：精度達1?2cm。

（3）觀測時間短

隨著GPS系統(tǒng)的不斷完善，軟件的不斷更新，目前，20km以內(nèi)相對靜態(tài)定位，

僅需15-20分鐘；快速靜態(tài)相對定位測量時，當每個流動站與基準站相距在15KM

以內(nèi)時，流動站觀測時間只需1-2分鐘；采取實時動態(tài)定位模式時，每站觀測僅需

幾秒鐘。

因而使用GPS技術(shù)建立控制網(wǎng)，可以大大提高作業(yè)效率。

（4）測站間無需通視

GPS測量只要求測站上空開闊，不要求測站之間互相通視，因而不再需要建造

覘標。這一優(yōu)點既可大大減少測量工作的經(jīng)費和時間（一般造標費用約占總經(jīng)費的

30%?50%）,同時也使選點工作變得非常靈活，也可省去經(jīng)典測量中的傳算點、

過渡點的測量工作。

（5）儀器操作簡便

隨著GPS接收機的不斷改進，GPS測量的自動化程度越來越高，有的已趨于

“傻瓜化”。在觀測中測量員只需安置儀器，連接電纜線，量取天線高，監(jiān)視儀器

的工作狀態(tài)，而其它觀測工作，如衛(wèi)星的捕獲，跟蹤觀測和記錄等均由儀器自動完

成。結(jié)束測量時，僅需關(guān)閉電源，收好接收機，便完成了野外數(shù)據(jù)采集任務(wù)。

如果在--個測站上需作長時間的連續(xù)觀測，還可以通過數(shù)據(jù)通訊方式，將所采

集的數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)處理中心，實現(xiàn)全自動化的數(shù)據(jù)采集與處理。另外，現(xiàn)在的接

收機體積也越來越小，相應(yīng)的重量也越來越輕，極大地減輕了測量工作者的勞動強

度。

（6）可提供全球統(tǒng)一的三維地心坐標

GPS測量可同時精確測定測站平面位置和大地高程。目前GPS水準可滿足四

等水準測量的精度，另外，GPS定位是在全球統(tǒng)一WGS-84坐標系統(tǒng)中計算的，因

此全球不同地點的測量成果是相互關(guān)聯(lián)的。

（7）應(yīng)用廣泛

1.2HULUXM-87簡介

1.2.1HULUXM-87參數(shù)

（1）GPS芯片是MTK,系統(tǒng)內(nèi)存是4MB；

（2）模塊靈敏度：159dBm,衛(wèi)星通道：32通道，定位精度：＜3m；

（3）啟動時間：冷啟動：36秒，熱啟動：1秒，暖啟動：33秒，定位時間：1秒；

（4）其他參數(shù)：精巧的外形設(shè)計，易于內(nèi)嵌在GPS服務(wù)的PDA,PND,行動電話，可

攜式裝置中，快速位置修正，低耗電，可使用RTCM-in,內(nèi)建WAAS,EGNOS,MSAS

解調(diào)器，支援NMEAO183V3.01數(shù)據(jù)通訊協(xié)定，定位服務(wù)的即時導(dǎo)航，適用于汽車導(dǎo)航,

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船只導(dǎo)航，艦隊管理，AVL和定位服務(wù)，自動導(dǎo)航，個人導(dǎo)航或旅游裝置，追蹤裝置，

系統(tǒng)和地圖裝置應(yīng)用。

1.2.2通信處理

接收代碼只負責從串口接收數(shù)據(jù)并將其放置于緩存，這些信息必須通過程序分解處

理，才能提取出有用的定位信息數(shù)據(jù)。對GPS進行信息提取必須首先了解信息的數(shù)據(jù)格式,

GPS接收機使用的是NMEA-0183的傳輸協(xié)議，NMEA-0183的信息格式一般如下所示：

SBBBBB,dfl,df2,....[CR][LF]所有的信息山$開始，以換行結(jié)束，緊跟著$后的5個字

符解釋了信息的基本類型，多重的信息之間用逗號隔開。不需要了解NMEA-0183通訊協(xié)

議的全部信息，僅需要從中挑選出所需要的那部分定位數(shù)據(jù)，最常見的幾種類型為：

GPGGA（GPS定位數(shù)據(jù)）、GPGLL（地址位置和經(jīng)緯度）、GPZDA（日期和忖間）、

GPVTG（方位角對地速度）、GPRMC（GPS推薦的最短數(shù)據(jù)，有經(jīng)緯度、日期和時間、

天線移動速度）等。對于通常的情況，定位數(shù)據(jù)如經(jīng)緯度、速度、時間等均可以從

“$GPRMC”幀中獲取得到，該幀的結(jié)構(gòu)及各字段釋義如下：

$GPRMC,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,A*66

其中各參數(shù)的意義如下：

$GPRMC,024813.640,A,3158.4608,N,l1848.3737,E,10.05,324.27,150706,?A*50

字段0：$GPRMC,語句ID,表明該語句為RecommendedMinimumSpecific

GPS/TRANSITData（RMC）推薦最小定位信息

字段1：UTC時間，hhmmss.sss格式

字段2：狀態(tài)，A=定位，V=未定位

字段3：緯度ddmm.mmmm,度分格式（前導(dǎo)位數(shù)不足則補0）

字段4：緯度N（北緯）或S（南緯）

字段5：經(jīng)度dddmm.mmmm,度分格式（前導(dǎo)位數(shù)不足則補0）

字段6：經(jīng)度E（東經(jīng)）或W（西經(jīng)）

字段7：速度，節(jié)，Knots

字段8：方位角，度

字段9：UTC日期，DDMMYY格式

字段10：磁偏角，（000-180）度（前導(dǎo)位數(shù)不足則補0）

字段11：磁偏角方向，￡=東亞=西

14

1.2.3M-87協(xié)議

M-87接口協(xié)議是以美國國家海洋電子協(xié)會（NMEA-TheNationalMarineElectronics

Association）制定的NMEA-01832.0版協(xié)議為依據(jù)的。NMEA-0183數(shù)據(jù)格式設(shè)置為1

個起始位,8個數(shù)據(jù)位,1個停止位,無奇偶校驗,波特率默認為4800oNMEA-0183輸出數(shù)

據(jù)為ASCH碼,常用語句包括GPGGA、GPGLL、GPGSA,GPRMC等，其內(nèi)容主要有經(jīng)

度、緯度、高度、速度、時間等。

根據(jù)所需數(shù)據(jù)的需要，只選用GPGGA、GPGSV、GPRMC語句。

1.$GPGAA-GPS定位信息

例：

SGPGGA,092204.999,4250.5589,8,14718.5084,E,1,04,24.4,19.7,M,,,0000*1F

它的起始引導(dǎo)符及語句格式說明（只列出了系統(tǒng)關(guān)心的一些參數(shù)）：

字段2：緯度ddmm.mmmm,度分格式（前導(dǎo)位數(shù)不足則補0）

字段3：緯度N（北緯）或S（南緯）

字段4：經(jīng)度dddmm.mmmm,度分格式（前導(dǎo)位數(shù)不足則補0）

字段5：經(jīng)度E（東經(jīng)）或W（西經(jīng)）

字段6：GPS狀態(tài)，0=未定位，1=非差分定位，2=差分定位，3=無效PPS,6=正在

估算

字段7：正在使用的衛(wèi)星數(shù)量（00-12）（前導(dǎo)位數(shù)不足則補0）

字段9：海拔高度（-9999.9-99999.9）

2.GPGSV一可見衛(wèi)星信息

例：

$GPGSV,3,1,10,20,78,331,45,01,59,235,47,22,41,069?13,32,252,45*70

它的起始引導(dǎo)符及語句格式說明（只列出了系統(tǒng)關(guān)心的一些參數(shù)）：

字段3：當前可見衛(wèi)星總數(shù)（00-12）（前導(dǎo)位數(shù)不足則補0）

3.$GPRMC-推薦定位信息

例：

$GPRMC,024813.640,A,3158.4608,N,11848.3737,E,10.05,324.27,150706,,,A*50

它的起始引導(dǎo)符及語句格式說明（只列出了系統(tǒng)關(guān)心的一些參數(shù)）：

字段1：UTC時間，hhmmss.sss格式

字段7：速度，節(jié)，Knots或Km/h

字段8：方位角，度

字段12：校驗值

校驗值表示校驗和在處理緩存數(shù)據(jù)時一般是通過搜尋“$GPRMC”來判斷是否是一

幀數(shù)據(jù)的幀頭，在對幀頭的類別進行識別后再通過對逗號個數(shù)的計數(shù)來判斷出當前正在

處理的是哪一種參數(shù)，并作出相應(yīng)的處理。如需要從其他類型幀獲取數(shù)據(jù)，處理方法是

完全類似。下面對緩存SBUF中的數(shù)據(jù)進行解幀處理的主要代碼，本文只提取時間、經(jīng)度、

緯度，分別保存在unsignedcharidata型變量gps_timel、gps」ongitude和gps_latitude中。

第2章硬件電路設(shè)計

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2.1設(shè)計方案的選擇

2.1.1方案一

系統(tǒng)山GPS-OEM板、電平轉(zhuǎn)換電路(MAX232)、控制電路(8051單片機)、顯示

部分(SED1335彩色液晶顯示器)組成。但在和單片機進行串行通信時由于電平不同，必

須附加電平轉(zhuǎn)換電路(MAX232)而且價格比較昂貴。單片機采用8051,功能全面，但其

內(nèi)部ROM?般是掩膜ROM,不可更新改寫。SED1335彩色液晶顯示器其有效顯示點陣

320X240,顯示顏色為4色，但根據(jù)我們設(shè)計要求，單色顯示完全可以。故不采用。

2.1.2方案二

系統(tǒng)由SMG12864G2-ZK標準中文字符型液晶顯示模塊(LCM),采用點陣型液晶顯

示器(LCD),可顯示128X64點陣或8個X4行漢字，點尺寸為0.48X0.48(WXH)mm,

內(nèi)置ST7920接口型液晶顯示控制器，內(nèi)帶GB2312碼簡體中文字庫(16X16點陣)，可

與MCU單片機直接連接，具有8位并行及串行的連接方式，廣泛應(yīng)用于各類儀器儀表及

電子設(shè)備。模塊(M-87)、控制電路(AT89c51單片機)、顯示部分(12864液晶顯示器)組成。

HOLUXM-87是一個高性能，低功耗，小型的并且很容易聯(lián)合的GPS模塊。該芯片每次

將跟蹤12枚衛(wèi)星，應(yīng)用廣泛。而且不用附加電平轉(zhuǎn)換電路，可以直接與單片機進行串行

通信.單片機采用AT89c51,其功能完全可以滿足設(shè)計要求，而且相對于8051,其內(nèi)部

ROM是FLASH-ROM,可多次更新改寫，價格也便宜。12864字符型液晶模塊

SMG12864G2-ZK標準中文字符型液晶顯示模塊(LCM),采用點陣型液晶顯示器(LCD),

可顯示128X64點陣或8個X4行漢字，點尺寸為0.48X0.48(WXH)mm,內(nèi)置ST7920

接口型液晶顯示控制器，內(nèi)帶GB2312碼簡體中文字庫(16X16點陣)，可與MCU單片

機直接連接，具有8位并行及串行的連接方式，廣泛應(yīng)用于各類儀器儀表及電子設(shè)備。

可以看出方案二更加實用，根據(jù)現(xiàn)實生活的需要，設(shè)計采用此方案。

2.2AT89C51

2.2.1AT89C51簡介

AT89c51是種帶4K字節(jié)FLASH存儲器(FPEROM-FlashProgrammableand

ErasableReadOnlyMemory)的低電壓、高性能CMOS8位微處理器,俗稱單片機。AT89c51

是?種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可

16

以反復(fù)擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標

準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單

個芯片中，ATMEL的AT89c51是一種高效微控制器，AT89c51是它的一種精簡版本。

AT89C51單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了?種靈活性高且價廉的方案。

AT89C51主要特性：

,與MCS-51兼容

-4K字節(jié)可編程FLASH存儲器

,壽命：1000寫/擦循環(huán)

?數(shù)據(jù)保留時間：10年

?全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz

?三級程序存儲器鎖定

?128x8位內(nèi)部RAM

-32可編程I/O線

?兩個16位定時器/計數(shù)器

?5個中斷源

?可編程串行通道

?低功耗的閑置和掉電模式

?片內(nèi)振蕩器和時鐘電路

特性概述：

AT89C51提供以下標準功能：4k字節(jié)Flash閃速存儲器，128字節(jié)內(nèi)部RAM,32個

I/O口線，兩個16位定時/計數(shù)器，一個5向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，

片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。同時，AT89c51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件

可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CPU的工作，但允許RAM,定時/計數(shù)器，串行通

信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它

所有部件工作直到下一個硬件復(fù)位。

2.2.2管腳說明

17

2P139

2P1.0PO.O(ADO)38；

P.1PO.1(AD1)

56031.237

PP0.2(AD2)

1.5336

P1P0.3(AD3)

3至

6P1P0.-1(AD4)34

P1PO.5(AD5)

.633

P1P0.6(AD6)32

.7P0.7(AD7)

VCCO

1321

12INT1(P3.3)P2.0(A8)五

INT0(P3.2)P2.1(A9)

23

15P2.2(A10)

T1(P3.5)P2.3(A11)至

TA25

T0(P3.4)P2,^(A12)

26

P2.5(A13)

3127

SX/VPP2.6(A14)

28

19P2.7(A15)

18XTALl40

OVCC

30pFXTAL2VCC20

GND

9To

RESETRXD(P3.0)IT

TXP(P3.1)

Rl8.2K1730

RD(P3.7)

L-C31629GND

WR(P3.6)PSEN

ATS9c51

圖2-1AT89c51引腳圖

石英晶體振蕩器是高精度和高穩(wěn)定度的振蕩器，被廣泛應(yīng)用于單片機、計算機、遙

控器等各類振蕩電路中，以及通信系統(tǒng)中用于頻率發(fā)生器、為數(shù)據(jù)處理設(shè)備產(chǎn)生時鐘信

號和為特定系統(tǒng)提供基準信號。如圖2?2所示。

VCC

,丁

K1

_iC1

20uF

R5

__I|」RST

1R6

470

10K

圖入石英晶體振蕩器

在振蕩頻率上，閉合回路的相移為2口兀：當開始加電時，電路中唯一的信號是噪聲。

滿足振蕩相位條件的頻率噪聲分量以增大的幅度在回路中傳輸，增大的速率山附加分量,

即小信號，回路益增和晶體網(wǎng)絡(luò)的帶寬決定；幅度繼續(xù)增大，直到放大器增益因有源器

18

件（自限幅）的非線性而減小或者由于某一自動電平控制而被減小在穩(wěn)定狀態(tài)下，閉合

回路的增益為1。

石英英諧振器按引出電極情況來分有雙電極型、三電極型和雙對電極型幾種。

2.2.3AT89C51芯片擦除

整個PEROM陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保

持ALE管腳處于低電平10ms來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在

任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。

此外，AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持

兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM,定時器，計

數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩

器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復(fù)位為止。

2.3單片機與GPS接口電路

2.3.1單片機與GPS的接口電路如圖2-3所示

19

_1_39

■PIOPOO

338

PllP01

37

TP12P02

Z36

Pl3P03-

T35

?P14P04-

34

P15P05?

733

Pl6P06■

T32

?Pl7P07?

】321

INTI

~n22

INTO

23

1524

T1

1425

TO

CL26

3127

?EA/VP

北28

30P19

*XI

vcc

?X2

□GND

C391003sTXD

?RESETRXD

11CPSRXD

TXD

1730CPSRST

北RDALE/P

GND30P7?29

WRPSEN—

AT89c51

」人LED

圖2-3單片機和CPS接收機的接口電路

2.3.2GPS模塊管腳說明

表2-1管腳說明

管腳管腳名稱功能描述

1VCC-5V+3.5?5.5Vdc電量輸入

串行數(shù)據(jù)輸出端口A