一种基于PIC单片机和GPS接收模块的手持式GPS定位系统

GPS以其高精度，全天候，全球覆盖，方便灵活和优质价廉吸引全世界许多用户。GPS的广泛应用改变了人们的工作方式，提高工作效率，带来巨大的经济效益。这里提出一种基于EM411 GPS接收模块和PIC18F2550单片机的手持式GPS定位系统设计方案。该系统采用点阵字符液晶屏显示接收GPS卫星数据，并用SD卡记录所接收到的GPS信息，从而实现GPS数据导入电子地图。 【手持式GPS定位系统概述】 基于GPS的定位系统在各个领域都有着广泛的应用，因其高精度、全天候工作能力、全球覆盖范围以及经济性而受到欢迎。本设计介绍了一种利用PIC18F2550单片机和EM411 GPS接收模块构建的手持式GPS定位系统。这个系统不仅能够实时接收并显示GPS卫星数据，还能够通过SD卡存储这些信息，以便后续将数据导入电子地图，从而提高导航和位置分析的效率。 【NEMA协议解析】 GPS数据的交换通常遵循NMEA-0183协议，这是一个由美国国家海洋电子协会制定的通信标准，用于统一海洋导航设备的接口和通信。NMEA-0183协议以ASCII文本字符表示数据，每个数据包以"$"开始，包含系统ID和语句ID，接着是数据体和可选的校验码。常见的GPS语句包括GPGGA（定位信息）、GPGSA（卫星信息）、GPGSV（可见卫星状态）、GPRMC（推荐定位信息）等。数据字段之间用逗号分隔，每个数据包以回车换行符结束。GPS数据通常通过异步串行通信方式传输，波特率设定为4800 b/s，数据位8位，停止位1位，无奇偶校验。 【EM411 GPS接收模块特性】 EM411模块基于高性能的SiRF Star III GPS芯片组，具备高灵敏度和快速定位能力。它可以在室内进行定位，并能在冷启动、暖启动和热启动状态下分别在42秒、38秒和1秒内完成首次定位。EM411支持NMEA 0183协议的各种语句，内置大容量电容，可以储存卫星信号数据。此外，模块尺寸小巧，功耗低，适合用于便携式设备。 【系统硬件设计】 硬件设计中，选择了PIC18F2550作为主控单元，这是一款低功耗8位单片机，具有丰富的功能集，包括SPI、UART和I2C接口以及A/D转换器。单片机通过UART接口与EM411模块通信。由于EM411的串口输出电平较低，需要通过电平转换电路（如74HCT04）将其提升到PIC18F2550所需的TTL电平。系统设计还考虑了成本和能耗，确保了整体的便携性和节能特性。 【总结】 基于PIC单片机和GPS接收模块的手持式GPS定位系统通过NMEA协议接收和处理GPS数据，使用EM411模块进行高效定位，并结合SD卡存储和液晶显示屏呈现定位信息。这种系统设计充分体现了GPS技术在便携导航应用中的优势，具有实用性与灵活性，为用户提供了一种高效且经济的定位解决方案。