单片机与GPS定位系统的结合为导航技术带来了便利，尤其是在自动驾驶小车领域，有着广泛的应用前景。全球定位系统（GPS）以其高精度、连续导航能力以及强大的抗干扰性，已成为导航技术中的佼佼者。通过本文的介绍，我们可以了解到GPS定位系统的基本设计和实现过程。
系统硬件结构主要由单片机（如DS89C420）、GPS接收机、LCD液晶显示器和串行通信口组成。单片机负责接收GPS信号，并对数据进行解码处理，然后将方位和时间等信息传递给LCD显示屏和上位机。GPS接收机如KCB-L1为12通道接收机，能够同时追踪12颗GPS卫星，提供快速定位。KCB-L5型接收机具有极低的功耗，每秒更新一次数据，可适用于陆地导航和飞行器的动态导航需求。
硬件设计中，还需要考虑GPS接收机与天线、电源的连接，以及控制信号的配置。例如，V-ANT是天线偏移电压信号，用于为天线供电；VCC为GPS接收机提供电源；RESET_N为复位信号，确保接收机能在需要时重启。GPS接收机通过串行通信口与单片机连接，常用波特率为9600或19200，以TTL电平输出NMEA 0183版本2.0格式的数据。
对于软件设计，系统的软件流程是核心部分，它负责处理从GPS接收机中提取的数据。NMEA 0183协议为GPS设备建立了统一的标准，数据以ASCII格式输出，并由逗号分隔，这样可以保证数据的兼容性。典型的NMEA 0183数据包包括GGA和RMC两种类型，分别包含不同的导航信息，例如UTC时间、经度、纬度、定位状态、卫星数量、精度等级等。
液晶显示模块的选择和配置也是系统设计的关键一环。选择支持汉字和图形显示的液晶模块可以更好地展现导航信息。内置的字库和图形显示RAM（GDRAM）使得模块能够与CPU的I/O口直接连接。
从GPS接收机中提取数据的过滤函数是系统中的软件组件，用于处理接收机默认每秒发送的数据包。这些数据包包括经纬度、时间、状态、卫星信息等。通过过滤函数，可以解析出有用信息，用于进一步的导航和定位计算。
在进行设计制作时，必须充分考虑到硬件与软件的兼容性和系统稳定性。例如，单片机型号的选择、GPS模块的灵敏度和功耗，以及液晶显示模块的分辨率和存储能力都是影响系统性能的重要因素。此外，硬件的布局和电路板设计也应考虑到信号干扰和电磁兼容性，以确保系统的可靠性和准确性。
设计和实现一个基于单片机的GPS定位系统是一个复杂而详细的工程，不仅需要对GPS信号和NMEA 0183协议有深入的理解，还要能够编写高效的软件代码来处理复杂的定位计算和数据显示。在这个过程中，还会涉及到硬件调试、软件调试以及系统集成等多方面的技能。因此，本文提供的信息对于那些有兴趣或者正在从事相关项目的研究人员和工程师来说，具有非常高的实用价值。
