息， 最后送至 -./ 液晶显示器 ,!-#3$&()& 进行显示， 液晶显示器会定时更新所要显示的内容。单片机控制 !"# 器件实现定位数据的采集和显示的原理如图 $ 所示。
BC D!& 定位信息的采集和显示系统的组成
!"# 定位信息的采集和显示系统主要由 01.2$ 单 片 机、-./ 显 示 模 块 ,!-#3$&()&7 和 !"# 模 块 !7Q,RS !"#&2-" 组成。它能显示经纬度、 北京时间和 大地水平面高度等实时信息。单片机作为主控制器， 控 !"# *+, 板 制 !"# *+, 板进行数据接收、 读取及传送， 接收卫星传送的信号， 通过 S,+7($0) 格式输出， 输出 的串行数据经 Q#3&)& 电平和 .*,# T 44- 电平的转换后 送至单片机串行口， 经处理后通过键盘选择要显示的信
1C 单片机对 D!& #%* 接收板的控制
!7Q,RS 公 司 是 全 球 性 的 !"# *+, 板 供 应 商， !"#&2-" 型 !"# *+, 板是该公司的一种单点模式产 品， 其主要性能是： 并行 $& 通道接收； 重捕时间 V & =， 热启动时间为 $2 =， 冷启动时间为 P2 =， 自动搜索时间 （ /!"# ） 为 1( =； 定位精度为 $2 I 左右， 差分 情况下定
!’ !$ )*+ ./0 板与单片机的接口 由于 %&’ ()* 板输出的是 O’ 1 626 电平， 而单片 机使用的是 3(*’ P ;;Q 电平， 因此 %&’ ()* 板与单片 机接口必须进行 O’ 1 626 电平和 3(*’ P ;;Q 电平的 转换。O’ 1 626 是异步 *+, 板和 -./ 液晶显示模块的研究， 设计了 !"# 定位信息的采集与显示系统。重点介绍了利用单片机 01.2& 对 !"# *+, 板的控制来实现定位数据的采集与传送， 以及将定位数据传送至液晶模块进行显示的过程。实践证明， 该系统显示的时 间非常精确、 定位精度高， 能满足一般应用项目的使用， 具有一定的实用价值。 关键词：定位信息% !"# *+, 板% #+/$2&( 控制器% ,!-#3$&()& 模块 中图分类号：4"&5)6 2% % % % 文献标志码：7 ’:;<546< ：489:;<8 =>;?@AB< :B !"# *+, C:D9? DB? EAF;A? G9@=>DE ?A=HED@ I:?;EJ，>8J G:EEJG>A:B DB? ?A=HED@ =@=>JI :K !"#’ = ABK:9ID>A:B D9J ?J=A<BJ?6 L@ ;=AB< =AB<EJ G8AH G:IH;>J9 01.2& ，>8J !"# *+, C:D9? A= G:B>9:EEJ?，>8;= >8J G:EEJG>A:B DB? >9DB=IA==A:B :K >8J :9AJB>D>A:B ?D>D D9J 9JDEAMJ?6 48J :9AJB>D>A:B ?D>D D9J ?JEANJ9J? >: -./ I:?JE K:9 ?A=HED@6 48J H9DG>AGJ H9:NJ= >8D> >8J >AIJ ?A=HED@J? C@ >8J =@=>JI A= NJ9@ DGG;9D>J，DB? >8J H9JGA=A:B :K :9AJB>D>A:B A= 8A<86 48J =@=>JI =D>A=KAJ= >8J ;=D<J :K >8J <JBJ9DE DHHEAGD>A:B DB? GJ9>DABE@ :KKJ9= H9DG>AGDE NDE;J6 =>?@.5A;：*9AJB>D>A:B ABK:9ID>A:B% !"# *+, C:D9?% #+/$2&( G:B>9:EEJ9% ,!-#3$&()& I:?;EJ
8 % 引言
!"# 是美国从 &( 世纪 5( 年代开始研制， 于 $11P 年 全面建成， 具有在海陆空进行全方位实时三维导航与定 位能力的新一代卫星导航与定位系统。!"# 卫星时刻 发布其位置和时间数据信号， 用户接收机可以测量每颗 卫星信号到接收机的时间延迟， 根据信号传输的速度就 可以计算出接收机到不同卫星的距离。同时收集到至 少 P 颗卫星的数据时就可计算出三维坐标、 速度和时 间。在实际使用中， 用户并不需要关心如何去计算坐标， 只要选择合适的 !"# 器件就可以满足我们对位置测量的 要求， 所以对用户而言， 重要的是如何选择 !"# 器件。
图 !" 液晶屏显示区示意图 #$%& !" ’$()*+, (-./0+1$- 23 *$45$6 -7,(1+* (-7//8
" " 北 （ 南） S ST S SUS SV 纬： 由上述可知， 进行格式转换是必须的。如果按 L S L 点阵显示字符， 按 FW S FW 点 阵 显 示 汉 字 的 方 法 划分显示屏区域， 则可把 DQ<B X FHC!H 的显示屏分 成 H S A 个汉字块和 FF S A 字符块， 其中经度的个位 （F） （H） 在 BE’FGHC 和 BE’FGHC 上 各 占 A 位， 因此必 须加入切换控 制 区 以 及 换 页 的 自 动 调 整 处 理， 得到 QKB ;ED 板输出的时间 完整显示的字符输出； 另外， 是格林尼治时 间， 与 北 京 时 间 相 差 L .， 所以要进行 时间换算才能显示。 （ EF : EH ） ! 写指令代码子程序 " " K>C : K>! ：
《 自动化仪表》 第 !" 卷第 # 期$ !%%& 年 # 月
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I!& 定位信息的采集和显示 " 何香玲， 等 取、 分离， 得到所要显示的经纬度、 北京时间、 大地水准 面高度等信息， 根据键盘输入选择其中一个送到 <=’ 液晶显示器。但对于 QKB ;ED 板发送的 MB=99 数据， 在进行显示之前必须将 MB=99 码转成 I=’ 码。另外， QKB ;ED 板发送的信息和所要显示的信息有所不同， “ 度度度分 从 QKB ;ED 板接收到的经纬度信息格式为 E （ ?） ” “ 度 度 分 分& 分 分 分 分， R 分 & 分 分 分 分， 和 （ B） ” ， 显示的信息格式为： " " 东 （ 西） S S ST S SUS SV 经：
% % 修改稿收到日期： &((’ O (1 O $& 。 $1’2 年生， &((& 年毕业于清华大学自动化系， 第一作者何香玲， 女， 获硕士学位， 副教授； 主要从事通信与电子信息方面的教学与研究工作。
图 $% !"# 定位信息的采集与显示原理图 UA<6 $% .:EEJG>A:B DB? ?A=HED@ H9AGBGAHEJ :K !"#’ = ABK:9ID>A:B
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!"#$%&& ’()#*’)+#, +,&)"(*%,)’)+#, -./0 12 ,.0 3 *4567 1889
)*+ 定位信息的采集和显示 = 何香玲， 等 位精度 ! " #； 提供外接天线以帮助接收； 体积少、 功耗 低， 采用 " $ 电源供电。 !’ ($ )*+!,-* 型 )*+ ./0 板的数据输出格式 %&’ ()* 板的输入输出语句均按串行通信协议。 通信波特率默认为 + ,-- 波特， 数据结构为 , 个数据位、 . 个起始位、 . 个停止位、 无奇偶校验位， 输出数据格式 初始化为 /*)0 1 -.,2 格式。/*)0 1 -.,2 是美国海 洋电子协会为海用电子设备制定的标准格式， 由于该格 式为 0’344 码字符串， 比较直观和易于处理， 在许多高 级语言中都可以直接进行判别、 分离， 以提取用户所需 要的数据。用户通过输入语句对 %&’ ()* 板进行初始 化， 设置数据格式、 通信波特率、 要求输出的种类等； 输 出语句即向用户输出 %&’ 的各种数据信息。 %&%%0 语 句 是 %&’ ()* 板 输 出 的 标 准 数 据 格 “＄ %&%%0” 式。如实时收到一条 语句如下： %&%%0， ..+5+. ， 2--67 2626 ， /， .66-57 .."8 ， )， ＄ .， -2 ， .67 9 ， "27 6 ， *， ..7 5 ， *， ， ， $+0 :;3 时间为 这条 %&’ 定位数据信息语句的含义是： .. 时 +5 分 +. 秒， 位置在北纬 2- 度 67 262 6 分， 东经 .66 度 57 .." 8 分， 普通 %&’ 定位方式， 接收到 2 颗卫星， 水平精 度为 .67 9 #， 天线离海平面高度为"27 6 #， 所在地离地平 面高度为 ..7 5 #， 校验和为 +0<。由于 %&’ ()* 发送不 “ ＄%&%%0 ” 止一条语句， 要完整地接收这条 语句， 就必 “ ＄%&%%0” 须判断这条语句的头， 也就是 这 8 个字符， 当完整地收到这 8 个字符后， 才能保证是所需要的数 据。单片机串行中断接收程序流程如图 6 所示。 最广泛的标准串行总线之一。它的逻辑电平以公共地 为对称， 其逻辑 - 电平规定在 R 2 S R 6" $之间， 逻辑 . 电平则在 1 6" S 1 2 $ 之间， 因而它要使用正负极性 的双电源， 而对于传统的 3(*’ P ;;Q 电平， 逻辑电平 是以地为标准不对称设置， 其逻辑 - 电平规定为小于 -7 8 $， 逻辑 . 电平则规定大于 27 6 $， 两者之间逻辑电 平不兼容， 通信时必须进行电平转换。 *0T4* 公司的 *0T626 芯片是一种具有发送 P 接 收双重功能的芯片， 是 ;;Q 电平和 O’ 1 626 电平的转 换芯片。片内集成了一个电荷泵和电压变换器， 其内 部电荷泵电路先将 R " $ 提升到 R .- $， 然后再用电压 反转 电 路 将 R .- $ 变 成 1 .- $， 这样就可以得到 O’ 1 626 所需的 U .- $ 电压了。