Proteus的定位系統(tǒng)仿真設計

引 言

　　隨著單片機技術在工控領域及社會生活的各個方面得到廣泛應用，對單片機開發(fā)成本及速度的要求也越來越高。按照傳統(tǒng)的模式，在整個項目開發(fā)過程中，先根據控制系統(tǒng)要求設計原理圖，制作硬件電路；然后進行軟件編程，通過仿真器對系統(tǒng)硬件和軟件調試；最后將調試成功的程序固化到單片機中。這一過程的主要問題是應用程序需要在硬件完成的情況下才能進行調試。雖然有的軟件可以進行模擬調試，但是對于一些復雜的程序(如人機交互程序)，在沒有硬件時，界面沒有真實感，給調試帶來很大困難。在軟硬件的配合中如果需要修改硬件，就必須重新制板。縱觀整個過程，無論是從硬件成本上，還是從調試周期上，傳統(tǒng)開發(fā)模式的效率都有待提高。能否只使用一種開發(fā)工具，兼顧仿真、調試、制板以及最大限度的軟件模擬來作為單片機的開發(fā)平臺，從而取代編程器、仿真器、成品前的硬件測試等。

　　英國Labcenter Electronics公司推出的Proteus 6ISIS是專用于開發(fā)單片機的集成軟件，用戶可以在該軟件上簡捷、高效地設計出各種模擬電路、數字系統(tǒng)、專用IC及各種芯片。在仿真過程中Proteus 6 ISIS給我們以最大程度上的視覺感受，為電子產品的開發(fā)和電子系統(tǒng)工程提供了一種全新的手段和便捷的途徑。本文用上述軟件對定位系統(tǒng)進行了仿真和設計。

　　1 定位系統(tǒng)原理及構成

　　1．1 定位系統(tǒng)原理

　　定位系統(tǒng)的基本原理是：每顆GPS衛(wèi)星時刻發(fā)布其位置和時間數據信號，用戶接收機測量每顆衛(wèi)星信號到接收機的時間延遲，根據信號傳輸速度就可以計算出接收機與不同衛(wèi)星之間的距離。

　　GPS模塊接收衛(wèi)星的定位信號運算出自身的位置(經度、緯度、高度)，時間和運動狀態(tài)(速度、航向)，每秒1次送給單片機并存儲，以便隨時提供定位信息。由單片機控制定位系統(tǒng)的協(xié)調工作。

　　1．2 定位系統(tǒng)硬件構成

　　定位系統(tǒng)是基于AT89C52和GARMINGPS25LP的定位測量系統(tǒng)。其基本功能可分為單片機對GPS器件的控制以及顯示采集的信息兩部分。

　　系統(tǒng)由3個功能模塊構成：

　　①單片機系統(tǒng)：采用AT89C52單片機控制GPS的數據讀取和數據傳輸過程，并將數據發(fā)送到LCD進行顯示。

　　②外圍電路：一部分是GPS和輔助電路；另一部分是LCD顯示電路。

　　③C51程序：編寫C51程序，實現(xiàn)單片機控制GPS器件完成方位數據的采集，并輸出LCD顯示。

　　本系統(tǒng)采用的GPS器件為美國GARMIN公司的GARMINGPS25LP，采用全密封方式，位置精度15 m，速度精度0．1 m／s，外形尺寸為46．5 mm×69．5 mm×11．4 mm。GARMINGPS25LP是同類型的GPS OEM板中最常用的一款，在飛機領域使用很多。GARM-

　　INGPS25LP有其獨特的輸出／輸入語句格式。在調試GPS時，通過串口和GPS板進行數據交換，由于GPS輸出的也是RS232信號，因此可以直接與計算機進行通信。通過串口通信程序進行讀／寫控制，對GPS進行設置和調試。

　　1．3定位系統(tǒng)程序設計

　　該程序主要功能有兩方面：一方面是使用單片機與GPS模塊進行通信，獲得當前的方位數據；另一方面是單片機將所得的數據處理成數值，并發(fā)送到液晶顯示模塊進行顯示。

　　此系統(tǒng)的函數分為4類：主程序、GPS的數據通信程 序、液晶驅動程序以及液晶顯示程序。

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　　void show(void)。

　　單片機對GPS模塊的串行數據接收、整理，以及向RAM中寫入數據的基本流程如圖1所示。