董帥邦

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基于單片機(jī)的北斗衛(wèi)星定位設(shè)計(jì)

董帥邦

石河子大學(xué)機(jī)械電氣工程學(xué)院，新疆 石河子 832000

隨著科技的發(fā)展，人們生活水平日益提高，汽車日漸普及，隨之而來的定位服務(wù)也逐漸受人青睞。而個(gè)人野外探險(xiǎn)的興起，也帶來了人員走失、遇難帶來的搜尋等問題。大面積的人員、飛機(jī)搜尋帶來的經(jīng)濟(jì)壓力日漸增加，個(gè)人衛(wèi)星定位可以很好地解決這個(gè)問題，減少不必要的開支。

北斗定位；單片機(jī)；衛(wèi)星定位

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，是中國自行研制開發(fā)的全球性無源三維衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)，是除美國的GPS、俄羅斯的GLONASS之后第三個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。但相對于GPS的廣泛應(yīng)用而言，與北斗系統(tǒng)相配套的終端還較少[1-3]。本文采用單片機(jī)開發(fā)一款北斗定位系統(tǒng)終端，用于處理和顯示必要的地理信息。終端設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)基本北斗定位信息的接收、處理以及顯示，可以做到體積小、精度高、連續(xù)導(dǎo)航，并可廣泛應(yīng)用于個(gè)人野外旅游探險(xiǎn)、出租汽車定位及海上作業(yè)等領(lǐng)域。

終端搜索可用衛(wèi)星與衛(wèi)星信號同步，從導(dǎo)航電文中獲取計(jì)算位置所需的信息，這些信息應(yīng)該包括時(shí)鐘信息和星歷等數(shù)據(jù)。根據(jù)定位原理，分析可用衛(wèi)星的信息，計(jì)算最好的DOP（Dilution of Precision），進(jìn)行選星，并計(jì)算和修正北斗接收機(jī)的位置，給出北斗接收機(jī)的三維坐標(biāo)和準(zhǔn)確的時(shí)間信息[4-6]。

單片機(jī)的北斗定位終端由AT89C52單片機(jī)控制模塊、帶中文字庫的LCD12864A模塊、國內(nèi)體積最小的雙系統(tǒng)模塊CC50-BG組成。單片機(jī)控制模塊完成對來源于導(dǎo)航模塊的數(shù)據(jù)處理并實(shí)時(shí)顯示在屏幕上，以達(dá)到定位顯示的目的。

系統(tǒng)軟件流程部分在單片機(jī)的監(jiān)視下完成。終端開機(jī)先進(jìn)行液晶的初始化和串行口中斷初始化；導(dǎo)航模塊開始接收數(shù)據(jù)，并判斷與處理相關(guān)數(shù)據(jù)；單片機(jī)收到衛(wèi)星數(shù)據(jù)后判斷數(shù)據(jù)的真實(shí)性，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理， 并通過液晶屏幕讓使用者知道自己的具體坐標(biāo)與當(dāng)前時(shí)間。

計(jì)算機(jī)軟件的使用用英國Lab Center Electro nics公司出版的EDA工具軟件ISIS 7 Professional，軟件科技完成單片機(jī)的外圍電路的設(shè)計(jì)，可以完成其他軟件的仿真效果，是目前單片機(jī)的設(shè)計(jì)比較好的軟件，也是本文的主要使用軟件。數(shù)據(jù)處理和顯示部分借助仿真軟件來實(shí)現(xiàn)，在軟件中完成連接單片機(jī)模擬串口RXD、TXD以及與顯示模塊的連接，完成其他相關(guān)元器件的選擇。控制語言在Keil uVision 7中完成C語言到單片機(jī)可以使用的語言的轉(zhuǎn)化[7]。

衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收模塊的調(diào)試通過東方聯(lián)星公司開發(fā)的衛(wèi)星導(dǎo)航后端處理軟件Super View，用戶可以通過軟件操作窗口，查看終端的工作狀態(tài)以及當(dāng)前衛(wèi)星狀況，可以主動(dòng)對終端進(jìn)行調(diào)試、配置。模塊CC50-BG具體完成對衛(wèi)星數(shù)據(jù)的處理與加工。

單片機(jī)采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元。這些使單片機(jī)可以判斷數(shù)據(jù)引導(dǎo)語言的正確性，并根據(jù)接收數(shù)據(jù)及對應(yīng)的信息的ASCII進(jìn)行翻譯、儲(chǔ)存、顯示。仿真運(yùn)行可以在顯示屏上觀察到當(dāng)前時(shí)間、日期、經(jīng)緯度[8-10]。

本文給出了基于單片機(jī)最小系統(tǒng)完成對于北斗衛(wèi)星數(shù)據(jù)的接收及處理并顯示的設(shè)計(jì)構(gòu)想以及具體的制作方法，在借助各種相關(guān)軟件完成模塊仿真。在具體了解定位的基礎(chǔ)上完成CC50-BG衛(wèi)星信號處理，通過單片機(jī)、外圍電路共同完成坐標(biāo)的實(shí)時(shí)顯示。本文對于模塊的硬件、軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，在計(jì)算機(jī)軟件的模擬中取得了預(yù)想目的，對于硬件設(shè)計(jì)、安裝以及最后的使用都取得了顯著的效果，為今后使用單片機(jī)完成其他工作提供可靠的設(shè)計(jì)構(gòu)想及相關(guān)設(shè)計(jì)提供理論實(shí)踐依據(jù)。

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Design of Beidou Satellite Based on Single Chip Microcomputer

Dong Shuaibang

Shihezi University School of Mechanical and Electrical Engineering, Xinjiang Shihezi 832000

With the development of science and technology, the improvement of people’s living standard, the popularization of automobile service has gradually been favored.The rise of personal adventure has also brought many problems, The search problem is really annoying, a large area of personnel, aircraft search brought about by increasing economic pressure, personal satellite positioning can be a good solution to this problem, reduce unnecessary expenses.

Beidou positioning; single chip; satellite positioning

TP277；TN967.1

A

1009-6434（2017）02-0143-02

董帥邦（1993—），男，漢族，新疆石河子市人，石河子大學(xué)機(jī)械電廠工程學(xué)院本科生。