他一些军事目的、经济领域。
GPS技术整体比较复杂，但从不同的技术领域来分，可以分为以下三个主要部分： 第一， 地面控制部分。主要包括主控站、地面天线以及电台和通讯辅助系统； 第二， 空间控制部分。目前全球一共有24颗卫星分布在6个不同的轨道平面上，为GPS技术的信息获取提供主要来源；
第三， 用户装置部分。该部分主要包括卫星天线以及GPS接收机两个模块。 这三部分的关系图如图1所示。
图1 GPS全球定位系统组成
其主要工作原理是由地面监控部分来计算从卫星发出的信号到达GPS接收机，即用户装置部分的时间间隔，利用公式计算出用户装置到基准卫星的距离。在此过程中共需要接收天空中大于3颗的卫星信号所发的信息。然后在三维坐标系中，利用距离的计算工式，求解出观测点的位置坐标。此外，由于来自卫星的时钟信号与地面用户装置的时钟信号之间难免存在误差现象，还需要考虑该时间差所造成的距离偏差问题。
（二） GPS信号接收方案的关键问题
为了能够实现在液晶显示器上准确、实时的显示出所接收到的GPS数据信息，核心问题就是如何处理来自卫星的信号与GPS接收器芯片之间的数据通信。本设计的难点就是如何进行软件程序的编写实现GPS模块信息的接收。此外，还应该根据核心芯片的设计标准，对整个外围电路、天线模块等进行设计，进而保证在GPS完成卫星信息的接收之后，能够准确计算出观测点的经度、纬度以及高度，并将结果通过定位模块的输出，在显示电路模块显示出来。
（三）GPS接收模块简介
GPS接收机是整个系统的关键构成模块。目前，市场上的GPS接收模块的型号很多，不同型号的接收模块在结构、功能、价格上也存在差异。但其基本构成往往由天线、前置放大、变频器、并行信号通道、中央处理器以及输入\\输出端口、内部存储器等部分构成，其基本原理图如图2所示：
图2 GPS接收模块内部结构
当GPS接收器捕获到来自卫星的信号之后，将对该信号进行跟踪，保证能够进行一系列连续测距。然后将对所测信号进行解调，将该信号转换为导航电文。在该过程中还要考虑到载波相位的计算、测量伪距的处理等一些列过程，最后计算出定位点的相关坐标信息。在整个过程中，为保证信息获取的实时性，要求用户能够通过输入和输出接口很方便的实现与GPS接收模块的信息交换，也就是系统应该具有友好的人机交互界面。
（四） 总体方案的设计
根据系统的设计要求，要求能够以单片机为核心控制器件，实现GPS设备的定位信息的显示系统。目前市面上单片机的种类繁多，功能各异。综合考虑单片机的功能、通用性、可扩展性以及性价比，本设计将采用常见的MCS-51单片机作为处理器。在GPS信号的接收部分，将采用SiRF Star II GPS信号接收模块与MCS-51单片机串行接口相连实现数据信号的输出。通过软件的设计，对接收机信号进行筛选、计算、输出，获取定位数据信息。最终的计算结果将通过MCU并行接口模块输出，利用液晶显示器（LCD）构成的显示电路显示出结果。 整个GPS定位信息显示系统的硬件构成主要包括以下几
部分：
第一，接收模块电路。主要包括以SiRF Star II GPS接收模块作为核心构成的GPS接收机，主要负责将锁定卫星，并将捕获码的最大相关输出，然后利用同步技术，通过对伪距、载波相位的估计，计算出用户位置、速度和时间等数据信息；
第二，控制电路模块。主要包括由51单片机构成的核心电路，主要负责控制GPS数据读取和传输的过程，并将数据进行滤波等处理，并发送至显示电路；
第三，显示电路部分。主要包括由LCD构成的显示电路，通过与微控制器接口的正确连接实现定位数据的实时显示；
第四，电源部分。为整个系统提供动力来源，保证系统的正常工作。
设计中还包括一些外围电路，主要负责在接收天线获取卫星信号后，在信号的变换、放大、滤波等一系列处理过程中起到相应辅助作用，与主控电路与接收模块协同工作，锁紧、定位、测量并输出显示结果。
此外，在控制电路完成信息的捕获、跟踪和计算的过程中，无论是卫星导航参数的测量，还是伪距及伪距变化率的测量，以及最终位置信息的计算及经纬度的变换显示，输入输出端口的管理等，都必须通过软件指令进行控制。所以软件设计也是整体方案的重要组成部分。
综上，本文将从硬件电路与软件设计两部分开展具体论述。 三 硬件电路设计 （一）硬件总体结构框图 硬件总体结构框图如图3所示：
图3 硬件总体结构框图
（二）单片机性能概述 1.STC89C52引脚功能
本设计中所选择的单片机型号为STC89C52，是由中国深圳宏晶科技有限公司生产。该单片机采用40引脚双列直插封装方式，是采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术生产的。STC89C52能够与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚直接兼容。
STC89C52引脚如图4所示?
图4 STC89C52引脚图
其引脚说明如下： 1）主电源引脚（2根）：
VCC(Pin40)：电源输入端口，通常接+5V电源； GND(Pin20)：接地端口。 2）外接晶振引脚（2根）：
XTAL1(Pin19)：芯片内部振荡电路的输入端口； XTAL2(Pin18)：芯片内部振荡电路的输出端口。 3）控制引脚（2根）：
ALEPROG(Pin30)：用来控制地址锁存允许信号； PSEN(Pin29)：用来控制外部存储器读选通信号； 4）可编程输入输出引脚（32根）：
STC89C52单片机有4组8位的可编程输入\\输出端口，分别为P0口、P1口、P2口以及P3口。每个端口都8根引脚，一共32根，其各端口功能详见表1：
表1 I\\O 端口功能
综上，整个STC89C52的主要功能如表2所示：
表2 STC89C52主要功能
2.时钟电路
时钟电路的一共有内部产生或者外部产生的两种模式可供选择。本设计采用内部时钟电路模式。其中外接定时元件与X1和X2脚相联，由内部振荡器产生自激振荡。外接的定时元件具体是由石英晶体以及一个电容并联构成谐振电路。为了保证最好的定时效果，产生所需要的时钟信号，在本电路中，拟选择大小约为在5?30pF的电容，用以产生1.2?12兆赫兹的晶体振荡频率，发挥最佳定时效果。
时钟电路如图5所示。
图5时钟电路图
3. 复位电路
复位信号从RESET引脚输入，整个电路主要包括由施密特触发器构成的外部电路以及内部电路。在单片机上电瞬间，RESET引脚将出现正脉冲，只要能够在RESET端保证一定幅度大小的高电平，就能够使单片机有效地复位。值得注意的是，复位脉冲的高电平时间间隔必须要大于2个机器周期。例如，如果在整个设计中采用6MHz的晶振，那么一个机器周期自然为2微秒，也就是说复位信号的周期应该大于等于4微秒。
图6复位电路图
（三） SiRF Star II GPS信号接收模块
设计中以SiRF Star II GPS作为GPS信号接收模块。该模块是由美国瑟孚科技有