单片机原理与接口技术+11233 第13章.pptVIP

第三篇 应用篇 ? 知识点 单片机应用系统的开发过程 单片机应用系统开发的一般步骤 ? 技能点 根据单片机应用系统的任务确定系统总体方案的能力 单片机应用系统软件硬件设计、仿真调试、程序固化 的能力和技巧 单片机应用系统开发过程中不同开发工具的使用 ? 重点难点 单片机应用系统开发的一般步骤 单片机应用系统开发过程中的各种实用技能 13.1 对单片机应用系统进行任务分析 13.2 确定单片机应用系统的实现方案 13.3 单片机应用系统硬件电路的设计 13.4 单片机应用系统的软件设计 13.5 单片机应用系统的仿真调试 13.6 单片机应用系统的程序固化 13.7 单片机应用系统开发的一般步骤 以简易GPS定位信息显示器的设计为例，对其任务分析如下： 系统功能 利用单片机和GPS的OEM板设计开发一种GPS定位信息显示器，能实时显示时间、经度、纬度等信息。 性能指标 定位精度≤10m。 工作环境 室内或室外，工作温度为–30～+80°C。 被测控参数 使用GPS接收板将接收到的GPS卫星信号输入单片机。 输出内容 显示器轮流显示时间、经度 确定单片机应用系统的实现方案，即根据用户要求，设计出符合现场条件的最佳方案：既要满足用户要求，又要使系统简单、经济、可靠。 单片机选型 拟采用Atmel公司生产的AT89C52 。 GPS接收板选型 选用GARMIN公司的GPS25-LVS系列OEM接收板 。 方案总体框架 如图13-1所示。 简易GPS定位信息显示器是一个相对简单的应用系统，其方案总体框架也较为简单，就一般的单片机应用系统，方案总体框架通常包括单片机、存储器、若干I/O接口及外围设备等，如图13-2所示。 根据系统方案总体框架，按照模块化的思路将各个功能模块具体化并进行连接的过程就是系统硬件电路的设计过程 。 单片机控制器 由于简易GPS定位信息显示器是一个相对简单的应用系统，所以单片机控制器可采用AT89C52的最小应用系统，如图13-3所示 。 输入电路 简易GPS定位信息显示器的输入信号是来自GARMIN GPS25-LVS OEM接收板的GPS信息，输入电路如图13-4所示 。 显示电路 一般嵌入式系统可供选择的显示器有VFD显示器、LED显示器和LCD液晶显示器3种。因为本设计只显示简单的数字和字符，可采用共阳极LED数码管，如图13-5所示 。 系统硬件总电路 有了各个功能模块的具体电路后，接下来就可以设计系统硬件总电路了，只要将各功能模块电路连到一起即可。通常，可以使用Protel软件首先画出电路原理图，如图13-6所示，然后画出PCB印刷电路板电子布线图，如图13-7所示。 GPS25-LVS的信息输出格式 GPS25-LVS的通信波特率默认值为4800，1个起始位，8个数据位，1个停止位，无奇偶校验。通常使用NMEA -0183格式输出，数据代码为ASCII码字符。 GPS25-LVS系列OEM板可输出12条语句，分别是GPGGA、GPGSA、GPGSV、GPRMC、GPVTG、LCVTG、PGRME、PGRMF、PGRMT、PGRMV和GPGLL。 例如在PC机上看见实时接收GPGGA语句为： $GPGGA，114641，3002.3232，N,12206.1157,E,1,03,12.9,53.2,M,11.6,M,*4A 这是一条GPS定位数据信息语句，意思为UTC时间为11时46分41秒，位置在北纬30°2.3232′，东经122°6.1157′，普通GPS定位方式，接收到3颗卫星，水平精度为12.9m，天线离海平面高度为53.2m，所在地离地平面高度为11.6m，校验和为4AH。 单片机的信息接收处理 在单片机串口收到信息后，先判别是否为语句引导头“$”，然后再接收信息内容。在收到“*”字符ASCII码后，再接收一个字节结束接收。然后根据语句标识区分出信息类别，以对收到的ASCII码进行处理显示。串口中断程序流程如图13-8所示。 内存中的信息存放地址分配 为了存放接收及处理后的时间及经纬度数据，在内存中划出了固定的空间。其中40H～5FH用于存放接收时间及经纬度数据，68H～7FH存放处理后的时间及经纬度数据。内存中的信息存放地址分配如表13-