GPS定位信息的单片机控制

### GPS定位信息的单片机控制系统详解 #### 一、引言 随着全球定位系统（Global Positioning System, GPS）技术的发展与普及，基于GPS的实时导航、定位和授时系统已经成为现代社会不可或缺的一部分。本文旨在介绍如何利用单片机来处理GPS定位信息，并通过具体的硬件电路和软件流程实现综合信息的显示。 #### 二、GPS25-LVS系列OEM接收板特性 本节将详细介绍GPS25-LVS系列OEM接收板的主要性能特点及其在GPS定位系统中的应用。 ##### 2.1 主要性能特点 - **并行12通道**：能够同时接收12颗卫星信号，提高定位精度和稳定性。 - **快速定位**：重捕获时间小于2秒，热启动时间为15秒，冷启动时间为45秒，自动搜索时间为90秒。 - **高精度定位**：标准定位精度为15米RMS，支持差分定位时精度可达5米以内。 - **支持实时差分信号**：采用RTCMSC-104格式，自动适应波特率，用于精确定位。 - **精确的时间同步**：提供1PPS秒脉冲信号输出，精度高达10^-6秒。 - **灵活的串口配置**：双串口输出，波特率可软件设置，范围从1200到9600bps。 - **宽工作温度范围**：可在-35°C至+85°C的环境中稳定工作。 - **小巧轻便**：尺寸为46.5×69.8×11.4mm，重量仅为31克。 - **低功耗设计**：工作电压为5V DC±5%，功耗仅为1瓦。 - **内置电池**：配备3V锂电池作为后备电源，使用寿命长达10年。 ##### 2.2 硬件接口 GPS25-LVS系列OEM接收板采用12脚接口设计，包括两个串口、一个秒脉冲输出、电源控制等功能接口。具体接口功能如下： - **串口数据输出/输入**：支持NMEA输出格式，便于单片机接收数据。 - **秒脉冲输出**：提供精确的时间同步信号。 - **电源控制**：用于开关GPS模块电源。 - **备用电源输入**：在主电源断开时启用。 - **NMEA输出**：提供GPS定位信息的NMEA格式输出。 - **其他接口**：包括电源输入、地线等。 #### 三、控制系统的硬件原理 ##### 3.1 硬件原理概述 本系统的硬件部分主要包括GPS25-LVS系列OEM接收板和单片机两大部分。GPS25-LVS负责接收和处理卫星信号，单片机则负责接收GPS模块传输过来的数据，并对其进行解析和显示。 ##### 3.2 单片机选择 本文选择华邦W78E516B单片机作为核心控制器。该单片机具备以下特点： - **32KB Flash存储器**：具有在线编程能力，方便系统升级和维护。 - **512B RAM**：提供足够的内存空间存储临时数据。 - **增强型串行通讯口**：支持多种波特率设置，适用于与GPS模块通信。 - **支持C语言**：简化程序开发过程，易于实现复杂功能。 #### 四、控制系统的软件设计 ##### 4.1 GPS25-LVS的信息输出格式 GPS25-LVS默认通信波特率为4800bps，使用NMEA-0183格式输出数据。NMEA-0183是一种标准化的通信协议，广泛应用于航海电子设备中。它采用ASCII码字符串形式，便于处理和分析。GPS25-LVS系列OEM板支持输出12种语句类型，每种语句包含了不同类型的信息。 - **GPGGA**：包含位置信息（经度、纬度）、高度、定位质量等。 - **GPGSA**：卫星选通状态。 - **GPGSV**：卫星视图信息。 - **GPRMC**：推荐最小特定GPS/TRANSIT数据。 - **GPVTG**：航迹向和地面速度。 - **LCGLL**、**LCVTG**、**PGRME**、**PGRMF**、**PGRMT**、**PGRMV**、**GPGLL**：分别提供不同的位置和运动信息。 ##### 4.2 软件流程设计 软件部分主要涉及GPS数据的接收、解析以及结果显示等功能。具体流程如下： 1. **初始化**：设置单片机串口参数，确保与GPS模块匹配。 2. **接收数据**：通过串口接收GPS模块发送的数据帧。 3. **数据解析**：根据NMEA-0183协议规范解析接收到的数据。 4. **数据显示**：将解析后的数据（如经纬度、时间等）显示在显示屏上。 #### 五、总结 本文介绍了如何利用GPS25-LVS系列OEM接收板和单片机实现GPS定位信息的实时处理和显示。通过硬件电路的设计和软件流程的编写，可以有效地获取和处理GPS定位信息，并将其转化为直观的数据显示。这一技术的应用不仅限于导航系统，还可以扩展到诸如无人机控制、智能农业等领域，具有广阔的应用前景。