AT89C51单片机用于GPS定位显示系统设计研究+电路图+程序(3)
首先GPS卫星连续不断的发射卫星位置与时间信号，由于传播距离的原因，接收机接收到卫星传播的卫星信号会出现时间延迟的现象，通过卫星与接收机之间的伪随机码的同步，便能测定较为准确的延迟时间，时延与光速的乘积便可计算接收机与卫星间的距离，卫星星钟一般与UTC（世界协调时）一致[5]。其次根据多颗卫星测量出的距离信息，经过复杂的数学公式计算，便可计算出接收机具体的位置信息，当然这个过程中，星历记载着每颗卫星的时间信息，由于大气层等多种因素的干扰，测量的距离信息并非是真实距离，是带有误差的伪距。接收机通过内部信号转换，GPS模块发出的串行数据传送到单片机串行口，经由I/O口输出串行数据，从而在单片机LED显示屏上得出收到的检测信息。
1.4 GPS定位流程
（1）接收机将接收到的信息整合对卫星进行定位，得到计算参数。
（2）由时间延时计算卫星与接收机间的距离长度。
（3）根据多颗卫星测量出的距离信息计算卫星的方位角度，同步进行对流层校正，排除干扰因素。
（4）计算伪距，对电离层干扰因素校正。
（5）重复以上操作，对每颗卫星数据参数详细计算，得出计算精度最准确的4组卫星信号。
（6）进行其他相关误差分析校正，计算包括GPS卫星信号自身误差、轨道误差等参数。
（7）将GPS校正后的信号信息转化成标准的输出格式进行显示。
（8）根据UTC（标准世界时）计算检测精确的时间。
（9）通过卫星信号与接收机间的综合校对，得出精确的接收机三文坐标时间等需求信息达到定位目的[6]。
1.5本设计的主要工作
本文的主要设计目的主要通过借助所学习的单片机理论知识，实现GPS定位系统的优化升级，在原有研究的基础之上进一步延伸控制精度， AT891C51单片机作为装置的核心大脑，以控制键盘和LED液晶显示作为人机对话窗口，通过GPS模块发出的信号数据到单片机，单片机将所接受的信息整合处理，得到测量的位置信息、时间信息，实现设计的根本要求。通过不断校正系统参数接收稳定的信号数据。
在此设计过程，同时熟悉了单片机最小系统、LED显示模块、电源模块等相关硬件部分，对NMEA输出命令掌握以及应用，系统初始化软件设计以及中断处理设计。
2. 系统硬件设计
根据课题要求借助单片机最小系统完成卫星信号接收以及接收机实时定位功能。硬件主要由AT89C51单片机、GPS接收模块和LED12864液晶显示屏等硬件构成,通过将GPS发送的串行数据传送到单片机串行口，在经过单片机对信息的处理，经过综合校正最后输出显示。
AT89C5x系列单片机兼容性强与高度集成的优点得到了广泛使用，具有可重新编程的4KB ROM存储器，以及可以反复擦写整修的优点。AT89C51采用振荡频率为12MHz的石英晶振，键盘采用常用的按键式键盘，具有专用键盘显示器接口芯片的放抖动硬件电路。整个系统结构简单、有效利用体积小以及抗干扰性强的优点[7]。