Proteus的定位系统仿真设计

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  • 引 言

      随着单片机技术在工控领域及社会生活的各个方面得到广泛应用,对单片机开发成本及速度的要求也越来越高。按照传统的模式,在整个项目开发过程中,先根据控制系统要求设计原理图,制作硬件电路;然后进行软件编程,通过仿真器对系统硬件和软件调试;最后将调试成功的程序固化到单片机中。这一过程的主要问题是应用程序需要在硬件完成的情况下才能进行调试。虽然有的软件可以进行模拟调试,但是对于一些复杂的程序(如人机交互程序),在没有硬件时,界面没有真实感,给调试带来很大困难。在软硬件的配合中如果需要修改硬件,就必须重新制板。纵观整个过程,无论是从硬件成本上,还是从调试周期上,传统开发模式的效率都有待提高。能否只使用一种开发工具,兼顾仿真、调试、制板以及最大限度的软件模拟来作为单片机的开发平台,从而取代编程器、仿真器、成品前的硬件测试等。
     

      英国Labcenter Electronics公司推出的Proteus 6ISIS是专用于开发单片机的集成软件,用户可以在该软件上简捷、高效地设计出各种模拟电路、数字系统、专用IC及各种芯片。在仿真过程中Proteus 6 ISIS给我们以最大程度上的视觉感受,为电子产品的开发和电子系统工程提供了一种全新的手段和便捷的途径。本文用上述软件对定位系统进行了仿真和设计。

      1 定位系统原理及构成

      1.1 定位系统原理

      定位系统的基本原理是:每颗GPS卫星时刻发布其位置和时间数据信号,用户接收机测量每颗卫星信号到接收机的时间延迟,根据信号传输速度就可以计算出接收机与不同卫星之间的距离。

      GPS模块接收卫星的定位信号运算出自身的位置(经度、纬度、高度),时间和运动状态(速度、航向),每秒1次送给单片机并存储,以便随时提供定位信息。由单片机控制定位系统的协调工作。

      1.2 定位系统硬件构成

      定位系统是基于AT89C52和GARMINGPS25LP的定位测量系统。其基本功能可分为单片机对GPS器件的控制以及显示采集的信息两部分。

      系统由3个功能模块构成:

      ①单片机系统:采用AT89C52单片机控制GPS的数据读取和数据传输过程,并将数据发送到LCD进行显示。

      ②外围电路:一部分是GPS和辅助电路;另一部分是LCD显示电路。

      ③C51程序:编写C51程序,实现单片机控制GPS器件完成方位数据的采集,并输出LCD显示。

      本系统采用的GPS器件为美国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,外形尺寸为46.5 mm×69.5 mm×11.4 mm。GARMINGPS25LP是同类型的GPS OEM板中最常用的一款,在飞机领域使用很多。GARM-

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