GPS （全地球測位システム）モジュールは、監視、追跡、科学的使用の分野で効率的なツールとなったデバイスです。 GPSモジュールは、地球上のあらゆる気象条件における時間と場所の情報を提供する衛星ナビゲーション技術に基づいています。 GPSシステムの主な目的は、人や車の位置を見つけることです。 GPS受信機は、経度と緯度の観点からオブジェクトの正確な位置を提供し、地球上のいつでもどこでもユーザーにタイミングサービス、測位、信頼性の高いナビゲーションを提供します。

8051マイクロコントローラーとのGPSインターフェース

GPSシステムは、主に24〜32個の衛星を使用してデータをユーザーに提供します。このシステムは、世界中のナビゲーションにとって非常に重要になり、追跡、監視、道や地図のマーキングなどに役立ちます。。

しかし、このGPSシステムについて知る前に、GPSがどのように 8051マイクロコントローラー GPSに基づく小さなアプリケーションであることができます。 GPSモジュールまたは受信機を使用してその場所の経度と緯度を見つける方法について説明します。GPS受信機から取得したデータは8051マイクロシステムによって処理され、経度と緯度の形式で値が取得されます。 8051マイクロコントローラーとインターフェースするGPSと位置値がLCDディスプレイに表示されます。

8051マイクロコントローラーとのGPSインターフェース：

GPSのブロック図 8051マイクロコントローラーとのインターフェース以下に示します。 GPSモジュール、MAX 232、8051マイクロコントローラー、およびLCDディスプレイで構成されています。

8051マイクロコントローラーとのGPSインターフェースのブロック図

MAX232は、トランジスタの論理レベル（TTL）をに変換するために使用される集積回路です。 RS232 論理レベル ATmelsのシリアル通信マイクロコントローラー PCで。コントローラはTTLロジックレベル0-5Vで動作します。ただし、PCとのシリアル通信USARTはRS232規格（-2.5V〜 + 2.5V）で動作します。これにより、相互に通信するための直接リンクを見つけることが困難になります。

AT89C51マイクロコントローラは、Atmel8051ファミリに属する8ビットマイクロコントローラです。 4KBのフラッシュPEROM（プログラム可能および消去可能な読み取り専用メモリと128バイトのRAM。プログラムおよび消去の回数が多すぎる可能性があります）があります。

16×2 LCDディスプレイは電子ディスプレイであり、多くのデバイスや回路で非常に一般的に使用されています。これらのディスプレイはよりも優先されます 7セグメントディスプレイ。

“開ループと閉ループの違い ”

GPSモジュールの動作原理は、常にシリアルデータを文の形で送信します。場所の経度と緯度の値は文に含まれています。を介して通信するには USARTまたはUART TXD、RXD、GNDの3つの基本信号が必要です–インターフェースできるように 8051マイクロコントローラーを搭載したUART 。

ここでの主な目的は、経度と緯度の観点からGPS受信機の正確な位置を見つけることです。 GPSモジュールは、RS232ロジックレベルフォーマットで出力データを提供します。 RS232フォーマットをTTLフォーマットに変換するには、ラインコンバータMAX232を使用します。 GPSモジュールとAT89C51マイクロコントローラの間に接続されています。 8051接続ブロック図とのGPSインターフェースは上の図に示されています。場所の値は、次のLCDに表示されています。マイクロコントローラに接続。

マイクロコントローラー回路図とのGPSインターフェース：

回路コンポーネントは、AT89C51マイクロコントローラー、GPSモジュール、 MAX 232 IC 、LCDディスプレイ、プログラミングボード、12V DCバッテリーまたはアダプター、12MHzクリスタル。抵抗器、コンデンサー。

GPSインターフェースとマイクロコントローラーの回路接続は次のとおりです。

マイクロコントローラー回路図とのGPSインターフェース

MAX232はシリアル通信用です。 GPSモジュールのレシーバーピン3はピン13R1INに接続され、MAX232の出力ピンは接続されていますRxDへマイクロコントローラのピン10。マイクロコントローラAT89C51のピン1、2、および3は、LCDディスプレイの制御ピン（RS、R / W、およびEN）に接続されています。 LCDディスプレイのデータピンは、コントローラーのポートp2に接続されています。経度と緯度の値がLCDに表示されます。

上記で GPSとマイクロコントローラーのインターフェース回路では、GPS受信機は常にプロトコルRS232を使用してNMEA形式に従ってデータを送信します。このNMEA形式では、正確な位置の経度と緯度の値がGPRMCセンテンスで利用できます。これらの値はNMEA規格から抽出され、LCDに表示されます。

UARTプロトコルを使用することにより、コントローラーはGPSモジュールからデータを受信し、受信したメッセージから経度と緯度の値を抽出して、最終的にLCDに表示します。

NMEAフォーマットからの緯度と経度の値の抽出：

GPSモジュールから最初に受信した6文字は、GPRMC文字列と比較されます。文字列が一致する場合は、次に2つのコンマが表示されるまで待つ必要があります。文字は、GPSモジュールがアクティブ化されているかどうかを指定します。次の文字が「A」の場合、GPSがアクティブになります。それ以外の場合、GPSはアクティブになりません。。繰り返しますが、コンマが表示されるまで待つ必要があります。次の9文字は、LATITUDEを指定します。もう一度、2つのコンマが表示されるまで待ちます。次の10文字で経度を指定します。

コーディングせずに正確な位置のLATITUDE値とLONGITUDE値を確認する場合は、TRIMBLESTUDIOソフトウェアを使用してください。 GPSモジュールをインターフェースすると、このソフトウェアは経度、緯度、速度、時間、高度、および時間を直接提供します。それはグーグルマップの正確な場所を提供します。この情報は、GPSモデムによってデコードされる特定の文字列形式で収集されます。 GPSモデムは、NMEAと呼ばれる文字列形式で出力データを提供します。一般的なGPSセンテンスについて以下に説明します。

$ GPGGA、080146.00、2342.9185、N、07452.7442、E、1,06、1.0、440.6M、-41.5、M 、、 0000 * 57

文字列は常に記号「$」で始まります
GPGGA：全地球測位システムの修正データ
コンマ（、）は、2つの値の区切りを指定します
080146.00：グリニッジ標準時08時間：01分：46秒：00m秒
2342.9185、N：緯度23度：42分：9185秒北
07452.7442、E：経度074度：52分：7442秒東
1：修正数量0 =無効なデータ、1 =有効なデータ、2 = DGPS修正
06：現在閲覧されている衛星の数
1.0：HDOP
440.6、M：高度（海抜メートル単位の高さ）
-41.5、M：ジオイドの高さ
¬_、DGPSデータ
0000：DGPSデータ
* 57：チェックサム

GPSと8051マイクロコントローラーのインターフェースのアプリケーション

GPSテクノロジーは現在、腕時計、携帯電話から輸送用コンテナに至るまで、あらゆるものに使用されています。 ATM（（現金自動預け払い機）とブルドーザー。 GPSは、建設、農業、鉱業、小包配達、測量、銀行システムなど、経済の広い範囲にわたって生産性を向上させます。金融市場などいくつか無線通信サービス GPS技術なしでは動作できません。

GPSと8051マイクロコントローラーのインターフェースのアプリケーション

このシステムは、フリート管理、カーナビゲーション、およびマリンナビゲーションで使用されます。

これは、デバイスのマッピングと追跡に使用されます。
それは個人的なポジショニングや多くの場所で使用されています埋め込みシステムベースのプロジェクト車両または人の正確な位置を見つけるため。
GPSを使用することにより、GMTに関する正確な時間計算も行うことができます。
経度と緯度の値のマイニングからNMEAフォーマット。

したがって、これはすべて8051マイクロコントローラーとのGPSインターフェースに関するものであり、多くの場合に使用できるテクノロジーです。電子工学プロジェクト GPSや、衛星や地上のステーションを介して動作するその他のナビゲーションシステムを使用して、車両の正確な位置を特定します。車両情報はデジタルで見ることができます地図ソフトウェアを使用して。データも基地局のGPSユニットからコンピュータに保存してダウンロードでき、後で分析に使用できます。