智能GPS控制器 - 全文

　　一、項(xiàng)目設(shè)計(jì)背景及概述

　　此項(xiàng)目是基于SLH單片機(jī)的一個(gè)GPS定位程序。通過GPS提供的位置坐標(biāo)，除了定位之外，還可以計(jì)算出日出日落時(shí)間。然后利用此時(shí)間來作為一些定時(shí)控制器的控制依據(jù)。比如路燈，日落時(shí)開啟，日出時(shí)關(guān)閉。這樣可以省去人工開關(guān)燈的麻煩，也可以節(jié)省不必要的用電。同時(shí)我們還在其中加入了NRF24LO1無線模塊，可以通過無線將位置坐標(biāo)，模式等數(shù)據(jù)傳給其他匹配好地址的設(shè)備。這樣就可以達(dá)到一機(jī)多用的目的，也節(jié)省了系統(tǒng)的總成本。為了方便使用，顯示采用了12864顯示，在程序中加入了各種菜單，模式選擇。和參數(shù)設(shè)置功能。使其功能更加強(qiáng)大。

　　二、項(xiàng)目設(shè)計(jì)原理

　　1、 原理概述

　　本項(xiàng)目原理即是基于SLH單片機(jī)的串口通訊與IO控制功能，將GPS，RF，DS1302，LCD等模集合成一體。從而實(shí)現(xiàn)地理定位。無線通信。實(shí)時(shí)時(shí)鐘。和液晶顯示器等功能。

　　2、 硬件設(shè)計(jì)原理

　　硬件原理圖如下所示。

圖1.單片機(jī)及GPS

　　圖1中為了給RF及LCD供電，使用了LDO將5V電壓轉(zhuǎn)成3.3V。GPS那里用了一個(gè)4P的插頭，方便電腦串口調(diào)試。排阻是后面說的DS1302拉位用。高電平復(fù)位，晶振用的是11.0592MHz的。

　　圖2.DS1302及NRF24L01

　　圖3.LCD

　　圖4.按鈕

　　注意的是DS1302的IO最好有上拉電阻，不然時(shí)不時(shí)小坑一下。

　　3、 軟件設(shè)計(jì)原理

　　軟件是本項(xiàng)目的重點(diǎn)，編譯器是Keil uVision4。整個(gè)程序主要是用于實(shí)現(xiàn)獲取GPS信息、RF通信、實(shí)時(shí)時(shí)鐘顯示，另外增加了數(shù)據(jù)保存和恢復(fù)的功能。其中GPS是通過串口接收的，其接收方法如下程序所示：

　　uart_data［uart_data［59］］ = SBUF;

　　if（on_uart）{

　　if（uart_data［uart_data［59］］==0x2a）{

　　uart_updata=1;

　　uart_data［0］=0;

　　on_uart=0;

　　}

　　if（uart_data［0］==0x24）{uart_data［59］++;if（uart_data［59］》55）uart_data［59］=0;}

　　起初，串口接收到數(shù)據(jù)后。產(chǎn)生中斷。如果on_uart標(biāo)志位為1，程序?qū)?shù)據(jù)寫入串口接收緩沖數(shù)組。因?yàn)镚PS協(xié)議的開始字符都為0x24，所以在判斷接收到此數(shù)據(jù)后才往下接收。計(jì)數(shù)放在數(shù)組的最后一位，當(dāng)uart_data［uart_data［59］］==0x2a成立時(shí)，一組數(shù)據(jù)接收完成，更新標(biāo)志位 uart_updata=1GPS，C內(nèi)的函數(shù)即可讀出數(shù)據(jù)。然后判斷是否定位好等操作。

　　RF則更容易一些，因?yàn)閰f(xié)議可以自己定義，如下函數(shù)所示：

　　if（model==1）addr=TS_ADDRESS0;

　　if（model==2）addr=TS_ADDRESS1;

　　if（model==3）addr=TS_ADDRESS2;

　　if（model==4）addr=TS_ADDRESS3;

　　dis_char（0，2，0，“ Sending.。. ”）;

　　dis_char（0，0，0，“ Cancel to Exit ”）;

　　LOOP0:delay（0xffff）;delay（0xffff）;delay（0xffff）;delay（0xffff）;

　　temp［0］=0xa1;

　　if（longitude》0）{ dd=longitude;temp［1］=0;

　　}else{

　　dd=（-1）*longitude;temp［1］=1;

　　}

　　temp［2］=dd;temp［3］=（dd-temp［2］）*100;

　　temp［4］=ontime［model-1］［0］;temp［5］=ontime［model-1］［1］;

　　nRF24L01_TxPacket（temp，addr）;delay（0xfff）;

　　if（Close_rf（））{;

　　// dis_char（0，2，0，“ Send Success ”）;delay（100）;

　　}else{

　　ajsm（）;

　　if（key！=0）{

　　if（key==9）{key=0;goto LOOP4;}

　　} else{goto LOOP0;}

　　}

　　函數(shù)是發(fā)送數(shù)據(jù)的其中一度，開始判斷發(fā)送的地址，然后將其他類型的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成char類型的，寫入一個(gè)數(shù)組，然后就逐個(gè)發(fā)送出去數(shù)組的第一位存放協(xié)議。此處為Oxa1表示第一段數(shù)據(jù)。不是地址，也不是第二段，最后用了NRF24l01自帶的校驗(yàn)功能判斷是否發(fā)送成功，成功則發(fā)送第二段，不成功則重復(fù)發(fā)送，直至按下取消按鈕。

　　三、項(xiàng)目設(shè)計(jì)框圖

　　1、硬件設(shè)計(jì)框圖

　　設(shè)計(jì)框圖如下所示

　　圖5.硬件設(shè)計(jì)框圖

　　2、軟件設(shè)計(jì)框圖

　　其實(shí)軟件才是本項(xiàng)目的亮點(diǎn)，PROJECT視圖如下：

　　圖6.Keil 4 PROJECT視圖

　　Main.C是主函數(shù)，然后每個(gè)外設(shè)有一個(gè)頭文件，包涵后給其他C的功能實(shí)現(xiàn)源文件繼承。從頭文件可以看出，除了各個(gè)外設(shè)的功能外，我們還加入了SLH單片機(jī)SSP、EPPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能使項(xiàng)目更加完美。GPS.C/用于實(shí)現(xiàn)與GPS的串口通信，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換以及GPS電源控制，RF.C/用于發(fā)送和接收RF傳輸數(shù)據(jù)，TIME.C/ 用于DS1302時(shí)間設(shè)置，SET./用于工作模式設(shè)置和日出日落時(shí)間計(jì)算，所有xxx_W1.C的文件都是用于寫界面顯示的。如此說明不知您理解沒有呢？然后再每個(gè)功能函數(shù)都有一個(gè)入口函數(shù)，如下圖7所示，命名為XXX_ MAIN（）：

　　圖7.MAIN函數(shù)部分程序截圖

　　通過按鍵即可選擇進(jìn)入各個(gè)功能。帶界面顯示的哦！很好很強(qiáng)大。

　　其主要流程如下圖所示。

　　圖8.

　　因?yàn)樗詫?shí)現(xiàn)的功能較多，所以這個(gè)項(xiàng)目程序就有點(diǎn)大。不進(jìn)行較合理的分類的話就亂了。所以在主函數(shù)之后其他功能都通過入口函數(shù)提供跳轉(zhuǎn)。跳轉(zhuǎn)至其他C源文件的函數(shù)后相對(duì)于又建立了一個(gè)main函數(shù)。完成功能后可以退出，然后進(jìn)入其他功能。這樣不但有利于程序書寫邏輯。而且極大方便了分步調(diào)試。

　　由上述說明可知。項(xiàng)目的外設(shè)有GPS模塊、RF模塊、時(shí)間模塊、所以源程序，就有了這三個(gè)的控制.C文件。然后因?yàn)橐性O(shè)置功能，所以再增加一個(gè)SET.C。對(duì)于LCD模塊，因?yàn)槊咳胍粋€(gè)功能就有一個(gè)界面，所以顯示函數(shù)應(yīng)該給每個(gè)功能設(shè)置一個(gè)獨(dú)立的.C文件。如此，一個(gè)項(xiàng)目就清晰了。

　　四、測(cè)試結(jié)果

圖9.實(shí)物圖