简易gps定位信息显示器的设计研究-read.docVIP

第6章 GPS定位信息显示器的设计有24颗GPS卫星沿六条轨道绕地球运行（每四一组），一般在地球的同一边不会超过12颗卫星，颗大多数GPS接收器可以追踪8～12颗卫星。计算LAT/LONG（2维）坐标至少需要3颗卫星颗卫星可以计算3维坐标。一个很好的定位，GPS接收器需要至少3～5颗卫星。如果在峡谷中或者两边高楼林立的街道上，或者在茂密的丛林里，可能不能足够的卫星，从而无法定位或者只能得到二维坐标。同样，如果在一个建筑里面，可能无法更新位置，一些GPS接收器有单独的天线可以贴在挡风玻璃上，或者一个外置天线可以放在车顶上，这有助于接收器到更多的卫星信号。GARMIN公司被广泛应用的GPS 25 LP型GPS OEM接收板。GARMIN公司作为全球最大的GPS OEM板的供应商，其生产的GPS 25 LP型GPS OEM板具有以下主要性能指标： 并行12通道接收； 重捕时间2S，热启动时间15S，冷启动时间45S，自动有哪些信誉好的足球投注网站时间90S； 定位精度：差分（DGPS）情况下5M，非差分15M； 提供外接天线以帮助接收。 体积小，功耗低，采用5V供电。 6．2．2显示器的选择 一般嵌入式系统可供选择的显示器有： 1、 VFD显示器：VFD显示器是由电子管发展过来的一种显示器件。它是真空二极管或三极管的一种改型。二极管的改型称为静态VFD，三极管的改型称为动态VFD。静态VFD含有二个基本电极：阴极(灯丝)和阳极。动态比静态多一极：栅极。所有极在高真空条件下封装于玻璃壳内。由阴极发射的电子在正向电位的作用下加速到达栅极和阳极(静态VFD直接到达阳极)，并碰撞激活在阳极上的荧光粉图案使其发光。所需的亮度图形显示可以由控制栅极和阳极(静态VFD仅控阳极)正电位或负电位而实现。 VFD显示器具有高清晰度高亮度宽视角反应速度快从红色到蓝色多种色彩CIG（集成芯片玻璃）技术，集成VFD的驱动电路可靠且使用寿命长高亮度宽视角反应速度快可靠使用寿命长为GPS定位信息显示器系统设计原理框图。 图6.1 系统硬件原理框图 系统硬件电路主要由GPS-OEM接收板、液晶显示器、AT89C51单片机、键盘、RS-232电平转换、单片机上电复位、电源等部分组成。GPS-OEM板发送的串行数据经RS-232（CMOS/TTL电平转换）电路送至单片机串行口，经处理后通过键盘选择要显示的信息，送至LCD液晶显示器。LCD液晶显示器为定时更新，更新周期约为1S。上电复位电路为单片机上电提供上电复位。电源电路为各个电路提供稳定的+5V电源。GPS OEM板的设置用预留的RS-232口，在计算机上用GARMIN公司提供的软件(GARMIN Sensor/Smart Antenna Software)来进行设置。 6．3．1 电源电路的设计 电源电路采用两种供电方式：1、机内变压器供电；2、机外外接电源供电，具体如图6.2。两种供电方式可以任选一种，在机内自动切换。机外外接供电采用傻瓜式接口,无需辨认直流电正负极，可任意接入8-15V的交流或直流电压。 机内变压器输入220V交流电压，输出7V交流电压。经过全桥式整流桥输出大约9V的脉动电压，经过470U的滤波电容，得到平稳的直流电压。此电压再经过三端稳压器7805稳压输出稳定的+5V电压。 外接供电口输入的电源也经过机内另一组全桥式整流桥，再经过滤波，稳压，然后输出。输入口的整流桥堆实现了傻瓜式接口。当输入直流电源的时候无论怎么接由D1、D4，或者D2，D3中的一组完成极性转换。如果输入的是交流电源则由D1－D4组成的全桥完成整流。 图6.2 电源电路原理图 6．3．2 AT89C51单片机系统 系统电路的主芯片采用美国ATMEL公司的AT89C51 FLASH 单片机，它与MCS-51系统产品兼容，具有4K字节可重编程Flash存储器，5V±20％的电源使用电压、128×8位的内部RAM，两个16位定时器/计数器，6个中断源，以及低功耗空闲和掉电方式等一系列的功能。 AT89C51 单片机的电源、复位、晶振振荡电路如图6.3所示。 图6.3 AT89C51 单片机的电源、复位、晶振振荡电路图 复位电路。单片机上电时，当振荡器正在运行时，只要持续给出RST引脚两个机器周期的高电平便可完成系统复位。外部复位电路是为内部复位电路提供两个机器周期以上的高电平而设计的。系统采用上电自动复位，上电瞬间电容器上的电压不能突变，RST上的电压是VCC和电容器上电压之差，因而RST电压大小与VCC相同。随着充电的进行，电容器上电压不断上升，RST电压就随着下降，RST脚上只要保持10mS以上高电平系统就有效复位。电容C可取10-33uF，电阻R可取1.2-10kΩ。系统设计中C取10uF，电阻R取10kΩ，充电时间常数为10×10-6