毕业设计论文-基于arm处理器的车载gps定位终端设计

毕业设计论文-基于arm处理器的车载gps定位终端设计内容摘要：

将显示结果显示地图。 通过系统的 LCD 显示屏和客户端软件，用户和可以很方便的获取车辆当前的位置信息和速度、海拔等信息。 系统的功能 本系统分为车载部分和 PC 软件两个部分组成，车载部分实现数据处理、储存、显示， PC 系统实现数据的处理、分析和显示，系统主要实现以下功能： （ 1） 定位功能：汽车零部件通过 STM32 单片机控制 GPS 模块接收卫星信号，处理卫星信号，位置数据显示到 LCD 显示，并将位置信息进行储存处理。 （ 2） 数据分析功能：将车载部分 的系统通过串口与电脑连接后，将数据传输到电脑软件端，通过电脑软件对系统进行分析处理，获取分析数据。 7 硬件 和方案设计对比和选取 主控芯片单片机方案 方案 一 ：采用 ATMEL 公司的 AVR 单片机 ， AVR 单片机硬件结构采用 8位和 16 位机妥协策略 ，采用单周期指令集， 使用本地寄存器堆内存 (32 个寄存器文件 )单一 及 高速输入 /输出程序 (即输入捕获和输出不是一个匹配寄存器和相应的控制逻辑 )。 提高指令执行速度 (1 MIPS / MHz),克服 了软件 瓶颈现象 ,增强 了系统 功能。 Atmega128 单片机 ,有 64 个引脚， 可达 16MHz 运行频率 ， IIC， UART， SPI 接口丰富 ， 但是价格很高。 性能也只能进行些小型任务处理，虽然支持在线调试功能，但是调试接口速度比较慢，仅仅适合相对较小的程序模块的调试应用。 图 ATMEGA128 单片机脚位图 方案 二 ： 使用 宏晶科技有限公司的 STC12C5A60S2 增强型 51 内核 单片机 处理器 作为主控芯片 ， 它有两个 硬件集成的 全双工串行通信接口。 此芯片内置 ADC(模数转换 ) 8 和 IIC 总线接口，且内部时钟不分频，可达到 1MPS。 性价比很高，实用性高，上手快。 作为 51 内核的单片机开发具 有很多优势，入门很方便快捷， 51 单片机开发相对比较通俗易懂，是很多入门级学者的首选，但是它采用的 8 位处理器内核，相对来说处理速度比较低，端口驱动能力比较弱，内部集成接口也相对较少，很多程序上开发和需求达不到要求，并且不支持在线仿真，对程序调试难度相对较大。 图 STC12C5A60S2 脚位图 方案 三 ： 使用 意法半导体 (ST)公司 STM32F103C8T6 单片机 处理器 作为主控芯片。 STM32 芯片 是 基于 ARM 的架构 ,相对于其他单片机丰富的外设 ,高频率 ,低价格 ,操作简单 ,调试方便 ,功耗低。 时钟频率 72 MHZ， 基本时钟频率是 36 MHZ。 它采用 32位的 CORTEX M3 内核，运算处理速度高，接口丰富，拥有硬件 USART、 SPI、 IIS、 IIC、 CAN、 USB等丰富的接口，可以通过 JLINK 进行软件在线仿真调试，方便找出程序中的问题和漏洞，可以跟踪参数变量状态，是软件编程的良好助手。 9 图 STM32F103C8T6 脚位图 考虑到此系统的复杂度 、系统的成本和系统需要的功能接口，方便软件调试 ， 因此选用 STM32F103C8T6 单片机处理器 作为主控芯片来实现系统的功能的运算处理。 GPS 模块 方案选择 通过各个方面的对比和参照，本设计 GPS 开发选用 uBlox6M GPS 模块，模块支持 USB 通讯、串口通讯、串口通讯支持 COMS 电平（ ）、 TTL 电平（ 05V）、 RS232电平（ 12V到 +12V） ,模块支持 单片机系统和 5V单片机系统的 RS232 串口通讯。 定位精度为 3 米，授时精度为 1 微妙，最大速度为 515米每秒。 开发过程中使用 RS232接口和模块通讯来获取位置、时间、速度、海拔等信息。 模块需通过天线来和卫星通讯，使用过程中天线要暴露在露天无遮挡的条件下，防止信号的遮挡 和干扰，让定位更准确。 uBlox6M GPS 模块使用的是 NMEA0183 标准协议格式输出，里面包含了位置、当前时间、实时速度、海拔高度等数据信息。 通过对数据信息的解析来实现获取各种需求信息。 10 图 uBlox6M GPS 模块图 LCD 显示器的选择 方案一：使用 LCD1602 液晶显示器显示，液晶显示器 (LCD)的分类方法有很多，通常根据显示模式可分为段式，字符式，点阵，字符型液晶显示模块是一个专门用于字母，数字，符号，点阵 LCD， LCD1602 背光和没有背光分为两种，基本控制器主 要是HD44780 和厚比与背光没有背光 ,是否带背光不 LCD1602 不同应用的主要技术参数 :显示容量 :16 x 2 字符，芯片工作电压 : V，工作电流 : mA( V)，模块最佳工作电压 : V。 接口信号分别是 :1 脚 :VSS 的权力。 2 脚 :积极的一面。 VDD 权力， 3 脚： VL 液晶偏差信号， 4 脚 :RS 数据 /命令选择结束 (H / L)， 5 脚 :R / W 读 /写选择结束 (H / L)， 6脚 :E 可以使信号， 7 脚 ~ 14 脚 :D0 ~ D7 数据 I / O， 15脚 :BLA背光正极， 16 脚，背光负 极。 LCD1602 能支持显示两行共 16个英文或阿拉伯字符，价格相对来说比较便宜，编程控制也很简单，但是分辨率很低，显示数据量比较小，内部没有集成中文字库不支持中文显示，仅能显示英文字符和阿拉伯数字，灵活性不高，在本次使用中不能完全实现对各种信息的显示和切换，系统中需要显示中文字符来通俗易懂，因此 LCD1602不能完全满足当前设计中对显示信息的各种需求，不能完全将信息展示给用户，不用使用通俗易懂的中文显示，因此不适合使用到本设计中来。 11 图 LCD1602 实物图 方案二：诺基亚 5110 液晶显示屏 是 84 x48 点阵液晶显示器 ,可以显示四个汉字 ,通过串口与单片机处理器进行通信，支持多种串行端口通信协议 (如 AVR 单片机SPI,MCS51 串口模式等等 )通过串口传输速率可以上 4 MBPS,可以编写全速来显示数据 ,不需要等待时间。 LCD 控制器通过 LCD 驱动芯片 ,减少模块的体积。 低电压供电 ,正常的工作电流在 200μ A,并有掉电模式更省电， 5110 液晶屏拥有很多优势和有点。 NOKIA 5110 LCD 控制比较复杂，消耗单片机处理资源较多，且显示字符数较少，不大适合数据显示和控制设计使用，针对本次设计很不适合。 图 NOKIA5110LCD 实物图 12 方案三：采用 LCD12864 显示， LCD12864 的分辨率是 128x64 点阵，能够显示 8x4个 汉字，可以通过 4位 / 8 位端口进行并行控制、也可以使用 2或 3线串行接口方式 ,它是内部包含国标一级和二级的简体中文字符点阵图形液晶模块。 显示分辨率 128 x 64,内置 8192 个 ,16 * 16点阵的汉字 ,和 128个 16 * 8 ASCII 英文字符和阿拉伯数字集。 通过使用该模块可以实现灵活的界面和简单方便的操作指令 ,可以用中文构成了人机交互式图形的界面。 可以显示 8x4行 16 x 16点阵字符。 也可以完成图形的显示。 低压低功耗是其另一个重要特性。 组成的液晶显示器 (LCD)的模块方案并与类型的图形点阵液晶显示模块，控制很方便 ,无论硬件电路结构或显示程序更简洁 ,这个模块的价格略低于相同的位图图形液晶模块。 因此在本设计中是一个不错的选择。 图 LCD12864 实物图 通过对照综合成本和实用性考虑，我选择 LCD12864 作为系统的显示器， LCD12864能显示的信息较多，并且支持中文汉字的显示，能够让显示的信息通俗易懂，是用户能够更加方便的获取当前的系统的信息和结果， 对系统参数的显示有足够的空间，方便查看。 而且 LC12864 使用并行接口进行数据显示控制方便快捷，可以大大减少处理器的处理工作量，因此从各个方面的综合考虑，方便程序编写和显示处理，选用LCD12864 是很好的选择。 13 储存器方案 方案 一 ： 使用 AT24C1024 作为储存芯片， AT24C1024 可以使用 宽供电电压范围，内部有 128K 储存空间，使用很常用的 2 两线制 IIC 控制接口，储存器有10 万次擦写寿命，数据可以保存长达 40 年。 AT24C1024 应用非常广泛，资料丰富，开发简单易 行，但是他的储存空间较小不适。