单片机实验系统中GPS实验模块的设计与应用

BeardRen

  j% K. @3 ^1 _, M4 X摘要:以单片机实验系统中全球定位系统( CPS: Clobal Positioning System)模块的设计与应用为
例,介绍单片机应用于无线通信技术实验的一个简单而完整的解决方案.

关键词:无线通信;单片机;实验系统;CPS
3 e* M5 f9 w: X7 i/ ~9 i
近年来,随着科学技术的不断进步，无线通信技
术特别是移动通信技术迅速地普及,并且在相关专
4 p5 V" K- E, f, _业的教学中得到充分的反映.为了让学生真正掌握
  ?4 U# ^% }+ y) j) j4 Q5 j和理解这些技术知识,一个完整的单片机实验系统
不仅可以培养学生的动手能力，在实践应用中也取
. l3 f# i- ?8 h7 a得良好的效果,而且只需要投人较少的资金.该系统
) e) T' l4 `3 y" X+ Z中的GPS模块,已经在“GPS全球定位系统"的产品
- [. J, a- W9 z3 x5 K+ l- Q3 c- R/ o开发中得到了应用.
) m* [: o9 D* S2 J1 q+ Z) F2 m; [单片机教学实验系统的电路图如图1所示,该
& q; W- l) F* K$ `, i) L* p$ m系统可以进行的实验包括:GPS模块实验,用GPS
, ^7 p9 k: }! m& a$ d3 @模块构成的汽车导航实验, GSM、SMS通信实验，
0 `/ L5 g) u0 ^GSM语音通信实验,GPRS的网络通信实验,网络串
( ?6 n0 r) B& D0 Q. A0 _* x: f口实验,遥控器实验,用GSM模块构成的报警系统
# M. n. V/ I3 l% }: Z实验.
该实验系统由以下部分组成:1)AT89C51单片
3 a* M/ w3 O; i机及其与外围设备的接口电路;2)GPS接口电路;
+ q4 O" ^$ B2 r0 K; S0 Q1 @3)液晶显示器电路;4) RS232电平转换电路;5)
0 \3 p+ J4 t1 b2 o/ l  JGSM、GPRS模块及其外围设备的电路;6)遥控器接
3 f. {, C4 h& x& Y, Q/ h0 `4 }2 U口电路;7)蜂鸣器电路;8)扩展串行存储器及看门
狗电路;9)GSM语音通信电路;10)网络串口电路.
1GPS的相关概念
3 N0 V  T7 F4 C4 Z1)GPS是“全球定位系统”英文名字GlobalPo-
sitioning System的缩写.
2) GPS模块通常做在一-小块印刷板上,一般称
2 P2 B- K, z$ g& ]" r: J/ t为“OEM板".
3)无论何种型号的GPS 0EM板,通常仅用三
' \; F; Z3 q: t- {条线即可使GPS模块正常工作,即Vcc、GND、TXD.
因此,在实际应用项目中,GPS OEM板上的其它引
5 s9 W( A0 o( r0 y! [脚都可以不用.
4)在GPS模块(本文中指0EM板).上面有一
个接天线的插孔，用于外接GPS专用天线,GPS天
" Z6 H; d- {  c5 }" P0 o7 s; C线的频率为1575.42 MHZ.
5) GPS天线的外形是一个小黑方块,一面有磁
! d7 a: O3 t: M5 k7 K( d铁(该面有英文字,是一一个平面),用于吸附在铁金属
; d. F3 r8 E: X# O& D上表面以便于安装;另一面必须面向天空,且不能有
阻档物,其功能是接收卫星信号. GPS天线内部是一
个高灵敏度的天线放大器,工作电压为3 V或5 V.
3 u- x- ^- m- x) Y, ^4 Y, w) G6)GPS天线的引线为屏蔽的二芯电缆,其中，
( P$ V7 [2 y+ F- ]7 ?“中心线"有双重用途,既提供“天线的工作电压"，
( S& m& n& @; c又传送卫星定位信号. GPS模块的工作电压通常为
" W9 ]5 C' {7 A9 T3V或5V.经验证明,GPS天线使用任何电压对工
作的影响不明显.天线引线的外层屏蔽线为地线.
7) GPS 模块通电后(即接上VCC和GND后),
$ \4 n# F5 n: p( G1 Y模块的TXD引脚自动输出从卫星传送来的定位信
! @) w3 I  t- o' }, b" C- y8 s% p. f号,该定信号每秒钟输出一帧(TTL电平,信号名为
NMEA0183码或二进制码两种),信号的波特率通常

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该实验系统包括AT89C51单片机及其与外围设备的接口电路