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基于单片机+GPS定位系统程序+原理图PCB设计

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楼主
ID:299145 发表于 2020-3-29 18:53 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
单片机是通用的51，52，stc，原理图中的.ddb、.Bkp等格式是要用protelse打开
GPS数据含义简介
Recommended Minimum Specific GPS/TRANSIT Data（RMC）推荐定位信息

$GPRMC,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>*hh<CR><LF>

<1> UTC时间，hhmmss（时分秒）格式
<2> 定位状态，A=有效定位，V=无效定位
<3> 纬度ddmm.mmmm（度分）格式（前面的0也将被传输）
<4> 纬度半球N（北半球）或S（南半球）
<5> 经度dddmm.mmmm（度分）格式（前面的0也将被传输）
<6> 经度半球E（东经）或W（西经）
<7> 地面速率（000.0~999.9节，前面的0也将被传输）
<8> 地面航向（000.0~359.9度，以真北为参考基准，前面的0也将被传输）
<9> UTC日期，ddmmyy（日月年）格式
<10> 磁偏角（000.0~180.0度，前面的0也将被传输）
<11> 磁偏角方向，E（东）或W（西）
<12> 模式指示（仅NMEA0183 3.00版本输出，A=自主定位，D=差分，E=估算，N=数据无效）

Altium Designer画的原理图和PCB图如下：(51hei附件中可下载工程文件)


海拔速度


显示时间经纬度



制作出来的实物图如下：



单片机源程序如下:
  1. //  工程名称：        GPS模块测试程序
  2. //  文件名称：  main.c
  3. //  功能描述：         GPS模块接收定位信息，在LCD上显示
  4. //  组成文件：        main.c LCD.c GPS.c display.c  
  5. //    头文件：  LCD.h GPS.h display.h
  6. //  程序分析：        GPS模块通过串口向单片机发送固定格式的数据
  7. //                                单片机的串口接收到数据后，进行解析，在LCD上显示
  8. //                                定位信息包括：日期时间，经纬度，速度，角度，高度                                
  9. //======================================================================

  11. #include <reg52.h>
  12. #include <stdio.h>
  13. #include <string.h>
  14. #include "GPS.h"
  15. #include "LCD.h"
  16. #include "display.h"

  18. sbit led1 = P2^3;  //接收数据指示灯
  19. sbit led2 = P2^4;  //GPRMC数据有效指示灯
  20. sbit led3 = P2^5;  //GPGGA数据有效指示灯

  22. #define   REV_YES    led1 = 0
  23. #define   REV_NO     led1 = 1
  24. #define   RMC_YES    led2 = 0
  25. #define   RMC_NO     led2 = 1
  26. #define   GGA_YES    led3 = 0
  27. #define   GGA_NO     led3 = 1

  29. char   xdata rev_buf[80];        //接收缓存
  30. uchar  xdata rev_start = 0;     //接收开始标志
  31. uchar  xdata rev_stop  = 0;     //接收停止标志
  32. uchar  xdata gps_flag = 0;      //GPS处理标志
  33. uchar  xdata change_page = 0;   //换页显示标志
  34. uchar  xdata num = 0;           //

  36. extern GPS_INFO   GPS;  //在display.c中定义，使用时要加extern


  39. void Uart_Init(void)
  40. {
  41.         TMOD = 0x21;        //0010 0001
  42.         PCON=0X00;
  43.         TH0=0x3c;
  44.         TL0=0xb0;
  45.         TH1=0xfd;                 //
  46.         TL1=0xfd;                //

  48.         TR1=1;     //开启定时器1
  49.         REN=1;     //允许接收数据   
  50.         SM0=0;
  51.         SM1=1;

  53.         TI=0;
  54.         RI=0;

  56.         EA=1;    //开总中断
  57.         ES=1;    //串口1中断允许
  58.         ET0 = 1; //定时器1中断允许
  59. }

  61. /****************************************
  62. 主函数        
  63. /****************************************/
  64. void main(void)
  65. {
  66.         uchar error_num = 0;

  68.         Uart_Init();  //初始化串口
  69.         Lcd_Init();          //初始化LCD
  70.         GPS_Init();   //初始化GPS
  71.         rev_stop=0;
  72.         REV_NO;
  73.         while(1)
  74.         {
  75.                 if (rev_stop)   //如果接收完一行
  76.                 {
  77.                         TR0 = 1;   //开启定时器
  78.                         REV_YES;
  79.                         if (change_page % 2 == 1)  //换页
  80.                         {
  81.                                 if (GPS_GGA_Parse(rev_buf, &GPS))  //解析GPGGA
  82.                                 {
  83.                                         GGA_YES;
  84.                                         GPS_DisplayTwo();  //显示第二页信息
  85.                                         error_num = 0;
  86.                                         gps_flag = 0;
  87.                                         rev_stop  = 0;
  88.                                         REV_NO;
  89.                                 }
  90.                                 else
  91.                                 {
  92.                                         error_num++;
  93.                                         if (error_num >= 20) //如果数据无效超过20次
  94.                                         {
  95.                                                 GGA_NO;
  96.                                                 error_num = 20;
  97.                                                 GPS_Init();     //返回初始化
  98.                                         }
  99.                                         gps_flag = 0;
  100.                                         rev_stop  = 0;
  101.                                         REV_NO;
  102.                                 }

  104.                         }
  105.                         else
  106.                         {
  107.                                 if (GPS_RMC_Parse(rev_buf, &GPS)) //解析GPRMC
  108.                                 {
  109.                                         RMC_YES;

  111.                                         GPS_DisplayOne();          //显示GPS第一页信息
  112.                                         error_num = 0;
  113.                                         gps_flag = 0;
  114.                                         rev_stop  = 0;
  115.                                         led1 = 1;        
  116.                                 }
  117.                                 else
  118.                                 {
  119.                                         error_num++;
  120.                                         if (error_num >= 20) //如果数据无效超过20次
  121.                                         {
  122.                                                 RMC_NO;
  123.                                                 error_num = 20;
  124.                                                 GPS_Init();     //返回初始化
  125.                                         }
  126.                                         gps_flag = 0;
  127.                                         rev_stop  = 0;
  128.                                         REV_NO;
  129.                                 }
  130.                         }
  131.                 }
  132.         }
  133. }


  136. void timer0(void) interrupt 1
  137. {
  138.         static uchar count = 0;
  139.         TH0 = 0x3c;
  140.         TL0 = 0xb0;
  141.         count++;
  142.         if (count == 200)  //2*5秒钟
  143.         {
  144.                 count = 0;
  145.                 change_page++;  //换页
  146.                 if (change_page == 10)
  147.                         change_page = 0;
  148.         }        
  149. }


  152. void Uart_Receive(void) interrupt 4
  153. {
  154.         uchar ch;
  155.         ES = 0;
  156.         if (RI)
  157.         {
  158.                 ch = SBUF;
  159.                 if ((ch == '


  162. ) && (gps_flag == 0))  //如果收到字符'


  165. ，便开始接收
  166.                 {
  167.                         rev_start = 1;
  168.                         rev_stop  = 0;
  169.                 }
  170.         
  171.                 if (rev_start == 1)  //标志位为1，开始接收
  172.                 {
  173.                         rev_buf[num++] = ch;  //字符存到数组中
  174.                         if (ch == '\n')     //如果接收到换行
  175.                         {
  176.                                 rev_buf[num] = '\0';
  177.                                 rev_start = 0;
  178.                                 rev_stop  = 1;
  179.                                 gps_flag = 1;
  180.                                 num = 0;
  181.                         }
  182.                 }
  183.         }
  184.         RI = 0;         //RI清0，重新接收
  185.         ES = 1;        
  186. }
复制代码

所有资料51hei提供下载:
基于单片机GPS定位系统设计.7z (812.52 KB, 下载次数: 577)

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来自 2#
ID:16255 发表于 2022-5-10 23:39 | 只看该作者
发现一个小Bug。下面这个是楼主GPS.c中的代码，作用是将读到的字符串转换成浮点数。（浮点数可表示正负小数）
static float Str_To_Float(char *buf)
{
        float rev = 0;
        float dat;
        int integer = 1;
        char *str = buf;
        int i;
        while(*str != '\0')
        {
                switch(*str)
                {
                        case '0':
                                dat = 0;
                                break;
                        case '1':
                                dat = 1;
                                break;
                        case '2':
                                dat = 2;
                                break;               
                        case '3':
                                dat = 3;
                                break;
                        case '4':
                                dat = 4;
                                break;
                        case '5':
                                dat = 5;
                                break;
                        case '6':
                                dat = 6;
                                break;
                        case '7':
                                dat = 7;
                                break;
                        case '8':
                                dat = 8;
                                break;
                        case '9':
                                dat = 9;
                                break;
                        case '.':
                                dat = '.';
                                break;
                }
                if(dat == '.')
                {
                        integer = 0;
                        i = 1;
                        str ++;
                        continue;
                }
                if( integer == 1 )
                {
                        rev = rev * 10 + dat;
                }
                else
                {
                        rev = rev + dat / (10 * i);
                        i = i * 10 ;
                }
                str ++;
        }
        return rev;
}
代码中似乎没有考虑到负数的情况。
而实际上是有可能出现负数的。如下图，读出来-5.7m。


但是，我并没有打算改它，因为我用不着这个海拔数据。
而且我把数据都以int的形式储存，更方便处理数据。GPS报文中的数据都是两位小数的，将其乘上100就都能变成整数，就不用以浮点数储存了（int占两个字节，float占四个字节，double占八个字节）。

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板凳
ID:626079 发表于 2020-3-30 10:39 | 只看该作者
历害，向你学习…… GPS是不是要退休了， 能搞一个我们的北斗不嘛
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地板
ID:523982 发表于 2020-4-10 16:33 | 只看该作者
xmfjfhcel 发表于 2020-3-30 10:39
历害，向你学习…… GPS是不是要退休了， 能搞一个我们的北斗不嘛

有北斗GPS双模的，网络上都有教程。
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5#
ID:523982 发表于 2020-4-10 16:34 | 只看该作者
不错不错，去年做过STC12+GPS+LCD12864+语音播报的，最近整理下，也发出来。
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6#
ID:723764 发表于 2020-4-12 20:29 | 只看该作者
jakcypater 发表于 2020-4-10 16:34
不错不错，去年做过STC12+GPS+LCD12864+语音播报的，最近整理下，也发出来。

蹲一个大神
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7#
ID:727275 发表于 2020-4-13 13:08 | 只看该作者
感谢楼主分享基于单片机GPS定位系统设计.
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8#
ID:731957 发表于 2020-4-18 12:39 | 只看该作者
jakcypater 发表于 2020-4-10 16:33
有北斗GPS双模的，网络上都有教程。

网上哪里有资源呀
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9#
ID:631770 发表于 2020-4-19 10:43 来自手机 | 只看该作者
jakcypater 发表于 2020-4-10 16:34
不错不错，去年做过STC12+GPS+LCD12864+语音播报的，最近整理下，也发出来。

大佬你好，能给个球球号问些问题吗……
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10#
ID:731957 发表于 2020-4-20 09:59 | 只看该作者
这个代码改一下可以用于BDS嘛？
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11#
ID:709306 发表于 2020-4-26 18:02 | 只看该作者
jakcypater 发表于 2020-4-10 16:34
不错不错，去年做过STC12+GPS+LCD12864+语音播报的，最近整理下，也发出来。

能不能发一下程序还有实物图或者资料包啊？
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12#
ID:64253 发表于 2020-8-12 10:51 | 只看该作者
先MARK一下，坐等北斗的资料，学习
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13#
ID:650894 发表于 2021-3-24 16:27 来自手机 | 只看该作者
gps用的哪个芯片
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14#
ID:284050 发表于 2021-7-7 22:34 | 只看该作者
确定GPS准确吗（能转换地图中准确定位吗）
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15#
ID:99130 发表于 2022-2-20 16:02 | 只看该作者
GPS的型号是哪种？
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16#
ID:1019040 发表于 2022-4-17 01:47 来自手机 | 只看该作者
头文件在附件里面可以下载
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17#
ID:16255 发表于 2022-5-11 16:49 | 只看该作者
xiamo123 发表于 2020-4-20 09:59
这个代码改一下可以用于BDS嘛？

完全可以。如果单纯是定位，不用改代码，GPS模块从硬件上就支持北斗定位的。
只是卫星列表有点差异，GPS是用$GPGSV报文，北斗是用$BDGSV报文，但他们的格式是一样的，稍稍改一下就能读取北斗列表。
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18#
ID:1086148 发表于 2023-7-17 21:44 | 只看该作者
赞楼主！ 你好！ 非常感兴趣另一位工程师说的GPS语音播报！期待看到你发表作品！
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19#
ID:1085441 发表于 2023-7-18 01:41 | 只看该作者
给大家推荐一个北斗GPS双模模块，HT1612，几年前买的时候是十几元，挺好用的。
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20#
ID:840718 发表于 2023-8-2 21:42 | 只看该作者
历害，向你学习…… GPS是不是要退休了， 能搞一个我们的北斗？
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