一個簡易的GPS數據顯示器

ID:71235 · 發表于 2014-12-28 00:40

前幾天已經測試了LCM顯示的驅動,基本能穩定顯示了,偶爾啟動時不能執行清屏命令。
昨天下去去小C處買了個串口擋板，為的是用擋板上的公頭DB9插座。晚上即開始制作這個GPS數據顯示器了。
硬件非常簡單，一個TTL-RS232兼容的GPS接收器，這個早就從淘寶上買過來了，比起藍牙的接收器來便宜很多，才75塊錢，一個89C51最小系統（只有復位、晶振線路），成本不過6塊來錢，這個89C51也是好多年前買的，板子還沒焊，因為仿真器還沒到貨，程序測試是在XL1000開發板上做的，因為硬件實在太簡單了，而且這個開發板還支持USB串口，這樣就省得來回拔串口插頭了。
程序測試不是很順利，在排除了硬件上的問題后，初步測試了串口的功能，可以正常的從接收器上接收數據了，因為串口接收是采用中斷方式的，不是軟件查詢，所以需要設置不少的標志變量，而且程序的流程也變得不可捉摸起來，到11點的時候，已經可以處理緯度數據了，只是相同的數據，相同的程序，經度數據怎么也顯示不出來，看到的只是一堆亂碼。
今天早上很早就起來，仍然想著要搞清楚昨晚的問題，搞了很久還是不行，只好先接收個緯度半球表示（即N或者S）試試，沒想到經度數據竟然可以顯示出來了。到下午午覺醒來的時候，整理了一下程序，添加了“度”符號顯示功能，可用衛星數目、信號質量顯示功能。到寫這篇日志為止只有一個問題沒搞清楚，其實是和經度顯示問題相似的，就是經度半球標識顯示不正常，老是顯示個亂碼或者“E”（正常情況下應該顯示E的）或者一個“，”(這是GPS數據的分隔符)，程序里怎么也看不出問題來，因為緯度半球標識顯示是正常的。
到目前為止程序只耗費了700來字節，其中LCM驅動就花了300多字節，程序空間還綽綽有余，RAM空間已經用了48字節，倒有點讓人擔心，畢竟89C51只有128字節的RAM。

ID:71235 · 發表于 2014-12-28 00:40

其實星期五就送到了，一直就躺在辦公室里，下午去的時候還向賣給我的人要快遞單號。
包裝盒有點舊，在人家手里已經1年了，也難怪了。打開包裝，說明書，軟件光盤、裝箱單躺在最上面，下面發泡盒子里則有仿真器主機，電源、一個標準51仿真頭，最讓人高興的是有一個51轉2051的轉換頭，這下省得去網上去買了，仿真頭上套著個針腳保護器。盒子底層是一長一短的排線和一條串口連接線。
定了定神，開始拆包裝準備試機。先試試能不能用在XL1000開發板上，取下開發板上的89s52，插上仿真頭，連接仿真器，打開仿真器電源，開發板電源，仿真頭上紅燈亮起，沒聞到異味，這起碼說明了仿真器電源和開發板電源并不沖突。接著插上串口電纜，打開PC上的TKStudio仿真軟件，新建一個工程，設置正確后點DEBUG鍵，通訊失敗！又打開KEILC，按照說明書安裝后驅動，再聯機還是失敗，啟動串口調試助手軟件，可用正常打開COM1端口，看來不是串口硬件的原因。抱著試試看的心情，從樓下取來筆記本電腦，這是一臺舊筆記本，還有一個串口可用的，安裝好仿真軟件，聯機成功！突然明白了一個問題，原來PC上自制的的串口延長線只有2，3，5三根線，而這三根線用在單片機上是足夠了，但是用在速度、穩定性要求高得多的仿真器上顯然是不行的，于是換下自制的線換上標準的線，再次聯機，這回馬上成功了，接下來試了試全速運行，單步運行，斷點，都行的，這也就放心了。
這次試機弄清楚了三個問題，一是仿真器硬件是好的，二是仿真器串口用的是標準的9線制，三是開發板可以用作目標板，這樣一般的小項目就可以不用立刻做實驗板了。

ID:71235 · 發表于 2014-12-28 00:41

前天拿到的仿真器，當天就有了用武之地，在單步仿真的時候，發現了程序中的一個漏洞，一個計數用變量沒有被及時清零，顯示數據的時候總是只有緯度值是正確的（因為他是第一個被解析的，計數初值是零，不像以后的計數值因沒清零所以被累積起來了），而其他的顯示內容總是變幻莫測，這就是給我造成困擾的原因。昨天晚上又對$GPRMC語句進行了解析，現在可以顯示時間、日期、高度、速度了（度量變換還沒來得及做）。
今天一整天的測試發現了一個比較嚴重的問題，那就是程序只能正常運行10來分鐘，以后顯示就會出錯，按鍵也沒了反應，用GPS實測或者用串口調試軟件模擬數據結果是相同的，懷疑是程序跑飛了，剛剛給程序加了看門狗，10幾分鐘后，問題照舊，看來不是程序跑飛的問題了，去群里問了問，沒人回答。如果這個問題不解決，這次做的這個東西就沒了實用價值！

ID:71235 · 發表于 2014-12-28 00:42

這次的DIY經過了4個階段:
1.1602液晶顯示驅動測試;
2.GPS模塊與單片機的通訊測試;
3.GPS數據處理顯示程序設計;
4.硬件安裝調試.

1602液晶顯示器的驅動調試經歷一點點的波折,好在網上共享的程序不少,費了點時間也就找到適用的程序了.
而GPS模塊與單片機的串行通訊則要自己來寫了,好在N年前就寫過類似的程序,還有串口調試助手之類的軟件可以用,所以這一關也就過去了.接下來是數據處理,GPS送出的數據是ASCII字符串,每個數據字段用","隔開,若干個字段組成一個協議字符串,每個協議字符串又有一個$打頭的6個字符組成一個協議標志,通過判讀這個標志來區分不同的協議,這個過程看似很簡單,確實如果用PC來實現的話是再容易不過的事情了,但是單片機不行,它沒有什么字符串處理函數可以隨意調用,而且單片機的運算速度遠不如PC,如何把發過來的字符串拆分成一個一個的字段是個很要緊的事情,好在在一本書上看到了一種思路,就是對","進行計數,通過判讀這個計數值來區分不同的字段,試驗證明這種方法很有效,接下來的實際編程碰到了不少的問題,最后發現都是程序流程的問題,用軟件仿真或者仿真器仿真一下也就可以解決了.
前天開始做安裝機殼,焊接線路板,機殼是上次從江蘇買的,線路板還是3毛5分一塊的實驗板,另外買回若干中XH2.54系列的接插件及銅柱,電源插座等等,開液晶顯示的空花了不少時間,還廢掉了一個小切割砂輪片;等板子插座都焊接好了,才發現機殼內部亂的不行,而且也就顯示器和主板的距離挨得太近,安裝比較困難,只好用砂輪打磨了一下銅柱,讓兩塊板子距離盡量的遠些,好歹把所有的東西都裝進去了,放電池盒的地方也所剩無幾了,索性不用電池供電了.通電測試,主板運行不起來,花了一天的時間思考這個問題,老是懷疑是晶振電路不起振,把個晶振拆了裝,裝了拆,好好的線路板焊片也給燙壞了,翻書找89C51的最小系統電路圖,對比自己的電路似乎沒有問題,但是同樣的程序在開發板上是能正常運行的,問題還是出在電路上,后來看一個BLOG找到一張最小系統的電路,這才看到89C51出PSEN/VPP引腳要接VCC的,趕緊焊接好,程序馬上運行正常,原來這個引腳接正電源的時候,程序要從能不ROM開始運行的,否則從外部ROM運行,我的程序全在內部,而這只引腳又是懸空的,當然運行不正常了;這里要批判一下那些所謂的單片機入門書工具書,電路圖是N年前8031時代的書上抄的,程序又是運行89c51系統上的,整個書上沒一點說明,真是害人不淺.
昨天下午坐上老婆的車出去測試了一下,基本正常,今天早上又換成了24M的晶體,顯示器背光加了限流電阻,整機的耗電量因此下降了2/3,運行速度明顯加快,至于換了晶振以后的問題就暫且不去理會了,畢竟不是很大的問題,再說這個DIY說到底還是拿來練練手的,離實用還有不少距離,那些問題就留在以后有心情的時候再解決吧.
以下是實物照片,紀念一下:

雜亂的工作臺

外面

內部

ID:71235 · 發表于 2014-12-28 00:42

GPS接收終端安裝好這么多天，運行一直比較正常，唯一感到遺憾的是液晶顯示器初始化不正常，經常在上電或者復位的時候顯示空白，而主程序運行是正常的，就是顯示不出字符，需要反復復位才會成功一次，調整參數數次還是不行。昨晚偶爾看一篇博客，講到1602顯示器初始化容易失敗的問題，作者認為應該給初始化語句以足夠的延時，千萬不可為圖顯示快些而減少延時。我的CPU晶振原來用的是12m的，沒發現這個問題，現在換成24m的問題就出現了，看來問題就是出在這里，其實以前也已經認識到這個問題，只是沒下狠心加大延時。早上又一次打開機殼，安裝上修改后的程序，現在無論怎么上電或者復位，顯示器都能正常顯示了！

ID:73962 · 發表于 2015-3-1 21:14

願聞其詳……

ID:28571 · 發表于 2015-4-17 22:48

好東西，學習一下，謝謝！

ID:78060 · 發表于 2015-4-26 23:32

謝謝分享！學習收藏

ID:82930 · 發表于 2015-6-14 10:12

您有 GPS 89C52 用1602顯示的程序么

ID:82930 · 發表于 2015-6-14 10:13

if(tmp == '$')//起始標志
{
      Command = 0;
      ReceivingF = 1;
      Bytes_counter = 0;
      Segment = 0;             //清空語句段計數器
      return;
} 下的一個程序這里好像就進不去了

ID:82930 · 發表于 2015-6-14 10:14

哪位大師能夠幫助一下啊

ID:110866 · 發表于 2016-4-18 09:15

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