车载gps定位终端大学论文.doc

信息科学与技术学院学士学位论文毕 业 论 文 题 目 车载GPS定位终端 英文题目 Vehicle GPS Position Terminal 1信息科学与技术学院学士学位论文毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日摘 要随着经济的发展，人口的增加和车辆的普及使得各地交通成为大众关注的问题，因此为了解决交通问题，随即出现了智能的车载GPS定位终端，它是智能公交系统的一个重要的组成部分，在城市交通优越的背景下，为了缓解城市交通拥堵的现象，就必须大力发展公交事业。智能公交系统的建设可以改善公交公司的企业管理方法，提高公交系统的运营效率与服务水平，是城市公交事业发展重要的一步。本文在参考大量文献、熟悉相关设计的基础上，结合先进的GPS、GPRS技术，提出了基于单片机控制的公交车载终端的设计与实现方法，包括硬件电路设计、软件代码的编写、整机调试等内容。文章详细说明了终端的功能，并提出了相应的设计方案，给出了具体硬件设计的原理图，在软件设计中画出了比较详尽的程序流程图，给出了主要功能模块函数。最后对通过了的终端进行了整体的调试展示。本设计使用方便，而且稳定，可将实时信息连续发送给监控中心，达到对终端的及时定位，在液晶显示屏上还可显示当前时间，符合大众需求，很有实用价值。关键词：全球定位系统，通用分组无线服务技术，终端IVAbstractWith the development of economy，the increase of population and the popularity of vehicle lead to traffic becoming more attentive problem. Intelligent vehicle GPS position terminal came in order to solve the traffic problems, which is an important component of intelligent bus system. Under the advantageous background of urban traffic, we must forcefully develop public transport business in order to alleviate the congestion of urban traffic. The construction of intelligent bus system can improve the managing methods of the bus company and improve the operating efficiency and service levels of the public transportation system which is an important development step for urban public transport.In this paper, referring to a lot of literatures and designs and combinating of advanced technology on GPS, GPRS, bus terminal design and implementation controlled by MCU are proposed, including hardware design, software code writing, debugging machine and so on. The function of the terminal is described in detail.the corresponding design and a specific hardware design schematics are propounded.program flow chart are drawn thoroughly in software design.the main modules function is proposed.Finally, the terminal is tested.This design is stable and easy to use with real-time information be sent continuously to the monitoring center to locate the terminal timely.The current time can display on the LCD screen which is very practical and meeting popular demand.Key words:Global Positioning System, General Packet Radio Service, Terminal目 录摘 要IAbstractII1 绪论1.1 选题背景(1)1.2 选题意义(1)1.3 本课题国内外现状(2)2 GPRS和GPS介绍2.1 GPS全球定位系统的简介(3)2.2 GPRS简介(4)3 系统设计3.1 设计要求(5)3.2 设计思想(5)3.3 使用的硬件(5)3.4 所用的软件(12)3.5 设计的难点(13)3.6 小结(13)4 功能电路模块的实现4.1 STC单片机基本电路模块(14)4.2 Max232电路设计(16)4.3 显示模块(17)4.4 小结(17)5 硬件实现5.1 绘制PCB图(18)5.2 制作电路板(20)5.3 焊接(22)5.4 硬件测试(24)5.5 小结(28)6 软件设计6.1 实现ME3000模块通信(29)6.2 GPS格式(32)6.3 单片机寄存器(34)6.4 程序设计(37)6.5 小结(46)7 系统测试结束语(51)附 录(53)致谢(62)参考文献(63)信息科学与技术学院学士学位论文1 绪论1.1 选题背景我国近几年来交通运输行业得到了快速高效的发展，显现出一番蓬勃繁荣的景象，但是这也带来很多的问题，首先，长途客车和货车由于长时间的工作，存在很多的安全隐患，给人民的生命安全和财产安全带来了很大的危害。其次，这几年我国机动车辆数量迅速增加，交通拥塞现象很普遍。再者，公安巡逻、医疗急救车、押款车等都要对其进行合理的调度和安全的保障。为了解决以上诸多问题，车载GPS终端便在我们身边发展起来了。关于GPS车载终端这方面的研究，我国还处于初级阶段，但经过长期的努力，已取得了很大的成就。我国汽车GPS导航基本推广，各行各业无不受到影响，给我国很多行业的管理发展提供了强力的手段，也给人们带来了便利，比如申通公司，它可以让客户查快件的当前位置和路线，它提供了卫星、地图、地形三种方式，其可用性和适用性较为理想，还有在全国公交查询系统中也提供了路线查询，能更好的服务于人民。尤其自2000年以来，随着GPRS无线通信技术的发展，利用GPRS网络进行数据传输成为车载终端的理想选择方式，再加上GPS定位的准确性为其提供了技术手段，因此车载终端的发展已成为必然。1.2 选题意义动态交通信息服务一直是智能交通领域的研究热点问题，科学技术的发展拉近了人们的距离，也成功的服务于人民，这样一来，人们的活动范围逐渐增大，对即时监控和一些突发事件的实时获取便有了很大的困难，但这些影响着人们的正常生活，时刻威胁着人民的生命安全和财产安全。因此为了解决这些问题，有很多的方案出现在我们的眼前，但是还要考虑很多的问题，比如：价格、外形、通用性等。近年来，随着人们生活水平的不断提高，汽车逐渐进入家庭，并成为生活的必需品，未来几年内汽车的增长速度还将会大幅度上升。车载GPS系统具有巨大的市场潜力和不可估量的发展前景1。采用ME3000通信模块接入网络，利用单片机控制串口接收的GPS信息并进行处理，再将有用信息用ME3000模块通过网络传送，从而达到对有车载终端装置的物体进行实时的监控和突发事件的获取。本装置稳定性好，价格便宜且具有很高的通用性，并且GPRS技术提供了通信的最佳方式，也具有普遍性，综上所述，车载终端会有很大的市场前景。1.3 本课题国内外现状国外对车辆导航与监控系统的研究比较早，尤其北美、欧洲、日本等地，这方面的技术都非常先进，最初他们只应用于军事上，而近十年来车辆导航与监控系统的研究已达到相当高的水平，开发了各种智能的导航定位监控装置，并广泛的应用于汽车上。在美国，美国城市公交管理局（UMTA）已经启动了智能公共交通系统项目。经过现场试验，UMTA对此项目评价很高，一些开发公交车队管理系统的公司，已经采用自动确定车辆位置的全球定位系统和计算机辅助发车系统等，进行实时管理公共汽车的运营，并开发了一些先进的系统。在日本，公共交通综合管理系统包括累计运营数据、乘客计数、监视和控制公共汽车运营和乘客服务等功能，其中乘客服务功能中包括进站汽车、信息查询和公共交通与铁路接驳信息提示。公共交通综合管理系统的硬件包括公交主控中心、区域中心以及路边、车库和车载设备等，其水平在世界前列2。而对于我国而言，智能导航与监控系统应用经历了缓慢的发展道路，起初是把电子技术应用于交通运输和管理，后来GPS（Global Positioning System）卫星定位技术应引入我国，主要用在大地测量、海上渔业和车辆定位等领域。直到19982000年间，随着无线通信技术的发展，我国车载监控系统才得到发展。杭州、北京、大连等几座大城市已在部分公交线路上建成了公交车辆跟踪调度系统，并安装了电子站牌，车载GPS定位设备，实现了对车辆的实时跟踪和定位，公交车与调度室的双向通讯、以及电子站牌上实时显示下班车位置等功能。但是和欧美相比还相差很远，因此具有很大的发展空间3。632 GPRS和GPS介绍2.1 GPS全球定位系统的简介全球定位系统GPS（Global Positioning System）,是一种可以授时和测距的空间交会定点的导航系统,可向全球用户提供连续、实时、高精度的三维位置，三维速度和时间信息。 1957年10月第一颗人造地球卫星上天，天基电子导航应运而生。美国从1973年开始筹建全球定位系统，1994年投入使用。经历20年，耗资300亿美元，是继阿波罗登月计划和航天飞机计划之后的第三项庞大空间计划。 GPS定位系统由三部分组成：GPS卫星空间部分、地面控制部分和用户GPS接收机。GPS空间由24颗分布在6个等间隔轨道上的卫星组成，全球任何地方任何时间都不少于4颗卫星供观测，而这24颗中有3颗作为备用卫星。每个轨道上有4颗卫星，他们按与地球55度的相通方向运行，空间间隔为90度。 用户可以用4颗卫星确定4个导航参数：维度、经度、高度和时间。GPS接收机通过接收多颗卫星的信号来解算出自身的位置已实现定位和导航4。其原理如图2-1所示。图2-1 GPS定位原理上述四个方程式中待测点坐标x、y、z和Vto为未知参数，其中di=cti(i=1、2、3、4)。 di (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4到接收机之间的距离。ti (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4的信号到达接收机所经历的时间。 c为GPS信号的传播速度（即光速）。四个方程式中各个参数意义如下：x、y、z 为待测点坐标的空间直角坐标。 xi 、yi 、zi (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4在t时刻的空间直角坐标，可由卫星导航电文求得。 Vti (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4的卫星钟的钟差，由卫星星历提供。 Vto为接收机的钟差。由以上四个方程即可解算出待测点的坐标x、y、z 和接收机的钟差Vto。2.2 GPRS简介GPRS（General Packet Radio Service）是通用分组无线业务的英文简称，是GSM的延续。GPRS和以往连续占用频道并在上面传输的方式不同，它是以封包（Packet）式来传输，因此使用者所负担的费用是以其传输资料单位计算，并非使用其整个频道，理论上较为便宜。GPRS的传输速率可提升至56甚至114Kbps。GPRS网络是在现有GSM网络上增加GGSN(Gate GPRS Supporting Node)和SGSN(Serving GPRS Supporting Node)来实现的，使得用户能够在端到端分组方式下发送和接收数据，同时兼容电路型数据和分组数据交换3。GSM是一种电路交换，而GPRS是一种分组交换。因此它适合用于间断的、突发性的或者频繁的等数据传输，正是这一特点，它才适合大多数移动互联的应用。GPRS系统是采用无线分组交换技术，提供广域的无线的IP连接，其优势主要有：资源利用率高、传输速率高、接入时间段、支持IP协议等。3 系统设计3.1 设计要求（1）接收GPS信息并通过单片机对其进行处理。（2）将所需信息发送给监控中心。（3）对监控中心的命令进行响应。3.2 设计思想由上面的设计要求可知，先要对GPS接收的信息进行分析，得知其数据的格式和相应的意义，将有用的数据处理之后用1602液晶显示屏显示出来。要了解AT指令，将GPRS模块通过串口程序的控制可以通信上网，再将相应的AT命令用单片机通过串口控制发送给GPRS模块，以实现和监控中心通信。3.3 使用的硬件3.3.1 GPRS模块其模块上有中兴公司的ME3000、L1084D等硬件器件，如下图3-1所示。 图3-1 GPRS模块ME3000模块的主连接器有40管脚连接器和10管脚连接器两种，管脚间距为1.27mm。管脚说明如图3-2和3-3所示5。图3-2 ME300040管脚连接器图3-3 ME300040管脚连接器10管脚连接器的管脚除了1-4接地外，其他悬空。40管脚连接器我们不需要都有很详细的了解，但是对于很重要且和本设计密切相关的要掌握其作用和意义，主要管脚定义如表3-1所示5。表3-1 ME3000引脚介绍功能管脚号信号名称输入/输出基本功能SIM卡接口4CARD_DATA双向数据线6CARD_CLK输出时钟线8V_CARD输出CARD电源2CARD_RST输出复位信号电源23GND地-24GND地-22V_MAIN输入模块主电源19V_MAIN输入模块主电源21V_MAIN输入模块主电源串口113TXD输出模块发送数据给用户11RXD输入模块从用户接收数据12/CTS输出模块允许用户发送数据14/RTS输入用户请求模块允许发送数据17/DSR输出模块准备好16/DTR输入用户电路准备好灯28SMS_LED输出来电、来短信指示灯30SLG_LED输出网络信号指示灯复位10/RESET输入ME3000模块电源由V_MAIN提供，电压特性如表3-2所示。表3-2 ME3000电压特性表分类最小值典型值最大值输入电压3.3V3.9V4.25VL1084D为可调低压差线性稳压器，其外形如图3-4所示。图3-4 L1084D外形各引脚功能如表3-3所示。表3-3 L1084D引脚定义引脚号功能1调整2输出3输入如何利用L1084D给ME3000提供典型值为3.9V的电压呢，看下图3-5所示。图3-5 L1084D原理由上图可知其输入工作电压为6V-9V。但是通过R1和R2的调节，使得V_MAIN在3.9V左右为ME3000模块供电，而模块对电源和地的处理要求较为严格，要求对电压和地做相应的滤波处理，电源纹波控制在50mV左右，上图中的电容就可达到这个作用。3.3.2 单片机STC12C5A60S2系列单片机中包含中央处理器（CPU）、程序存储器、数据存储器、定时/技术器、UART串口、串口2、I/O接口、高速A/D转换、SPI接口、PCA、看门狗及片内R/C振荡和外部晶体振荡电路等模块。STC12C5A60S2系列单片机几乎包含了数据采集和控制中所需的所以单元模块，可称的上一个片上系统。结构如图3-6所示。图3-6 STC12C5A60S2引脚介绍如表3-4所示6。表3-4 STC12C5A60S2引脚定义功能引脚号信号名称备注电源引脚40Vcc电源端，接+5V电源20Vss接地端时钟引脚19XTAL1使用外部时钟时，接地18XTAL2使用外部时钟时，接外部时钟的输入端控制引脚9RST/VPD复位信号/备用电源输入30ALE/地址锁存允许信号输出引脚/编程脉冲输入引脚31EA/VPP外部程序存储器地址允许输入/编程电压输入信号29PSEN片外ROM读选通信号并行I/O口引脚32-39P08位双向I/O口引脚或数据/地址总线低8位复用1-8P18位准双向I/O口21-28P28位准双向I/O口引脚或高8为地址总线10-17P38位准双向I/O口引脚和第二功能P3口第二功能介绍如表3-5所示6。表3-5 P3口第二功能定义引脚第二功能信号名称P3.0RXD串行数据接收P3.1TXD串行数据发送P3.2INT0外部中断0申请P3.3INT1外部中断1申请P3.4T0定时/计数器0的外部输入P3.5T1定时/计数器1的外部输入P3.6WR外部RAM的写选通P3.7RD外部RAM的读选通3.3.3 Max232Max232该产品是有德州仪器公司（TI）推出的一款兼容RS232标准的芯片。其作用就是用来电平转换的，外形如图3-7所示。图3-7 Max232外形该芯片有三部分组成：第一部分是电荷泵电路。由1、2、3、4、5、6脚和4只电容构成。功能是产生+12v和-12v两个电源，提供给RS-232串口电平的需要。第二部分是数据转换通道。由7、8、9、10、11、12、13、14脚构成两个数据通道。 其中13脚（R1IN）、12脚（R1OUT）、11脚（T1IN）、14脚（T1OUT）为第一数据通道。 8脚（R2IN）、9脚（R2OUT）、10脚（T2IN）、7脚（T2OUT）为第二数据通道。TTL/CMOS数据从T1IN、T2IN输入转换成RS-232数据从T1OUT、T2OUT送到电脑DB9插头；DB9插头的RS-232数据从R1IN、R2IN输入转换成TTL/CMOS数据后从R1OUT、R2OUT输出。 第三部分是供电,15脚GND、16脚VCC7。 主要特点：（1）符合所有的RS-232C技术标准。 （2）只需要单一 +5V电源供电。（3）片载电荷泵具有升压、电压极性反转能力，能够产生+10V和-10V电压。（4）功耗低，典型供电电流5mA。 （5）内部集成2个RS-232C驱动器。 （6）内部集成两个RS-232C接收器。3.3.4 1602液晶模块该液晶是工业字符型的，能够同时显示16x02即32个字符，模块内部的字符发生存储器（CGROM）已经存储了160个不同的点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母A的代码是0100000B（41H），显示是模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到“A”了8。此模块通常有14条引脚线或者16条引脚线，多出来的2条是背光电源线，引脚如图3-8所示。图3-8 1602引脚其引脚介绍如下表3-6所示8。表3-6 1602引脚定义引脚符号功能说明1VSS接地2VDD接电源（+5V）3V0液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高（对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度）。4RSRS为寄存器选择，高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器。5R/WR/W为读写信号线，高电平(1)时进行读操作，低电平(0)时进行写操作。6EE(或EN)端为使能(enable)端，下降沿使能。7DB0低4位三态、 双向数据总线 0位（最低位）8DB1低4位三态、 双向数据总线 1位9DB2低4位三态、 双向数据总线 2位10DB3低4位三态、 双向数据总线 3位11DB4低4位三态、 双向数据总线 4位12DB5低4位三态、 双向数据总线 5位13DB6低4位三态、 双向数据总线 6位14DB7高4位三态、 双向数据总线 7位（最高位）（也是busy flag）15BLA背光电源正极16BLK背光电源正极3.4 所用的软件（1）Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件（该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司）。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。因此它备受科研工作者的青睐，可以说是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。该工具基本有四大功能模块：智能原理图设计、完善的电路仿真功能、单片机协同仿真功能、PCB设计平台。并且提供了极其丰富的资源，以便学生在不需要硬件的条件下，还能更好的接受书本知识，具有较高的推广利用价值。（2）Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，并且支持汇编语言、C语言的程序设计，界面友好、易学易用，甚至可以仿真单片机的串行通信，比MedWin好用。该元件可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发流程。使用者可用IDE本身或其它编辑器编辑C或汇编源文件。然后分别由C51及C51编译器编译生成目标文件(.OBJ)，最后可转换成标准的Hex文件，然后在Proteus中将其写入单片机进行仿真。（3）由于要制作电路板，所以要选择相应的PCB设计软件，但PCB设计软件很多，然而protel其运行速度快，占用系统资源少。在其运行过程中运行稳定，而且简单易学，方便实用，所以为首选。3.5 设计的难点（1）GPS数据的接收和处理（2）数据格式转换显示（3）AT指令的发送和返回实现3.6 小结这一章对系统的设计要求及其主要用到的器件做了详细介绍，使我们对整个系统有了更好的了解，给后面硬件设计和系统程序的设计提供了方便，这样降低了整个系统的难度。4 功能电路模块的实现4.1 STC单片机基本电路模块STC单片机具有高抗静电、超强抗干扰等特点，是基于8051内核的，所以它与8051单片机是兼容的。通过前面的介绍可知，本设计也不需要很特别的电路，而基本电路模块只有电源、复位电路、晶振电路。4.1.1 电源提供考虑到要提供+5v的电源，而微机的USB接口可以直接提供+5v的电压，加上此电源输出的电压极为稳定，而且很方便，因此不需要其他稳压电路，这样可以简化电路，会给设计带来很大的方便。为了给电源的供电是否正常有个提示，可用一个发光二极管作为提示，如图4-1所示。图4-1电源4.1.2 复位电路从资料可知，单片机复位的条件是必须使RST端（9脚）加上持续两个机器周期（即24个晶振周期）的高电平，有两种方法，分别是上电复位和按键复位。上电复位电路是利用电容的充电来实现的，而按键复位除了上电复位的功能外，若要复位，只需按RESET键即可。单片机的复位功能是把PC初始化为0000H，是CPU从0000H单元开始执行程序；复位操作同时使SFR寄存器进入初始化，但内部RAM的数据是不变的。本设计综合了上述复位电路，如图4-2所示。图4-2 复位电路4.1.3 外部晶振电路8051单片机的时钟信号通常有两种电路形式，分别是内部振荡方式和外部振荡方式，而本设计采用内部振荡方式。在引脚XTAL1和XTAL2外接晶体振荡器，如图4-3所示。图4-3 晶振电路图中的电容起稳定振荡频率、快速起振的作用，电容的值一般为5pF-30pF（常用30pF）。由于单片机内部有个高增益运算放大器，当外接晶振后，就构成了自激振荡器并产生振荡脉冲6。4.2 Max232电路设计 Max232是电荷泵芯片，可以完成两路TTL/RS-232电平转换，它的9、10、11、12引脚是TTL电平端，用来连接单片机的，GPS串口和Max232的连接要进行直线连接还是交叉连接的功能选择，如图4-4所示。图4-4 Max232电路众所周知，都知道标准的RS232的DB9接口有9个引脚，分别是：DSR（数据装置准备好）、DTR（数据终端准备好）、RTS（请求发送）、CTS（允许发送）、DCD（接收线信号检出）、RI（振铃指示）、TXD（发送数据）、RXD（接收数据）、GND（接地）11。然而，这次设计中，只需要接三条线就可以了，分别为2、3、5三条引脚，其定义如表4-1所示。表4-1 DB9所用到的引脚定义引脚引脚名引脚定义2RXD数据接收3TXD数据发送5GND接地4.3 显示模块根据第二章的引脚的介绍，其电路连接如图4-5所示。图4-5 1602电路4.4 小结对前一章有个充分的了解后，我们就对工作电路有了一个较为合理的思考，才一步一步的对各个电路模块进行构造，从而画出原理图，这样的话既能清晰我们的思路，同时有保证了以后工作能更好更快的进行下去，在这一章中实现了各个模块的原理图，那么在硬件实现时就按照这写模块电路进行组装，只要把握好每个器件的封装，相信就能有个好的结果。5 硬件实现5.1 绘制PCB图上一章中我已经介绍了功能模块，完成了Sch电路，如图5-1所示。图5-1 整体电路上图中显示单元1602液晶显示屏在库中找不到，因此要自己绘制，具体模块也在上一章中介绍过了，接下来就是要绘制PCB电路了，在绘制过程中应注意一下几个方面的内容：（1）整个电路板的布局。要将每个器件分布的紧凑，以免使作品的体积过大，这样不但给制作电路板带来了困难，而且会浪费电路板。而且要放在合适的位置，不要给布线带来不必要的麻烦。（2）每个元件的封装。对于不知道封装的器件，要准确的测量，不要板子做完了后悔莫及，对于电容、电阻等器件，没必要那么精确，在允许的情况下，可合理的改动。（3）布线。合理布线对整个系统极为重要，要把握好线的宽度和每个焊盘的大小。完成了PCB图的设计并焊接后，发现1602液晶显示屏的数据引脚和STC12C5A60S2的P2口接反了，这给以后的编程带来了很大的麻烦，因此第一次就这样以失败而告终，不得不重新做修改电路，再做一个板子了。修改完的PCB图如5-2图所示。图5-2 PCB电路图完成了PCB图的绘制之后，好好的进行检查，也可以让身边的人帮自己看看，这样更能发现错误。这时候要考虑制作的板子是否把每个器件都能合适的插上去，器件与器件之间的距离，有些器件体型如果不考虑的话，到时候一个会挡住另一个，虽然只有一点点，但却会给焊接带来很大的麻烦，甚至可能会作废制作的板子。5.2 制作电路板由于PCB打样费用比较昂贵，而且费时，因此大多数人会自己做，我已经画好的PCB图，那么下一步就是做电路板了。制作电路板有很多种方法，而感光法来制作电路板是最好的，因为这种方法精度高、成功率高，是目前最为便捷的方法。此方法中，在撕开黑色保护膜的时候一定要小心，不要用手指触摸感光膜，否则会影响感光板制作的质量，影响以后的正常运行。感光法制作电路板所需要材料如表5-1所示。表5-1 制作电路板材料所需物品备注感光板制作电路板的必需品菲林纸打印电路图，用于感光板感光两片20cm20cm透明玻璃和四个大的夹子将打印好的电路图紧紧贴在感光板上日光灯对感光板曝光。显影剂用于感光板显影三氯化铁用于感光板蚀刻钻孔工具插入元件在制作板子前首先要先确定是否有已配制好的药液，如果没有要及时配制，尤其是显影液的配制，把握不好比例就会使显影失败。还要对曝光时间进行把握，因为天气的变化会影响曝光时间的长短。因此要对二者进行测试，已达到最好的效果。步骤可分为一下7个部分：（1）打印用激光打印机将PCB图打印到菲林纸上。不过在打印之前要设置打印选项，因为图是在底层的，所以要选择打印底层并选择打印孔，不需要镜像。（2）测试显影液首先，将感光板切下很小一块，撕掉上面的黑色保护膜一半，将其放在日光灯下曝光，时间大概是十分钟。然后死掉另一半黑色保护膜，用筷子夹住，在自己配制好的显影液里轻轻晃动，先看看能否洗出来了发亮的铜膜，如果效果佳，那么显影液配制成功，否则失败。再看看没被曝光的那段，和刚撕开是的颜色作对比，从而得出曝光时间是否合适，要是合适，那么这时要记住日光灯和感光板的距离，以便做板子的时候把握，要不合适，则曝光时间有问题，再进行测试。（3）曝光将打印有电路图的菲林纸铺在撕去了保护膜的感光板上（注意将菲林纸有墨的一面种感光板贴紧），将铺好菲林纸的感光板放在两块玻璃板中间，用夹子夹好固定，将夹好的玻璃板放于日光灯下曝光（注意将有菲林纸的一面朝上）。根据经验，在夏天，用日光灯曝光时间约为8到9分钟，冬天可长1到3分钟，不过同时要根据室外的光线来调整曝光时间，最好不要晚上做板子，除非有曝光机。（4）显影将显影剂（烧碱）与水按1:20的比例配置好，如果实在是没有测量工具的话可以先在容器倒入一矿泉水瓶的三分之一水量，然后放入约为小手指大小的显影剂，混合均匀后，放入一小块的感光板实验一下，之后根据它的反应来调整显影剂的浓度。然后将曝光好的板子放入其中显像，并微微晃动让板子表面的显影液均匀流动。显影剂配置的好的话，只要几分钟就能看到最终效果：除线路和焊盘上一层绿色的感光膜外，其他地方均为裸露的红色铜。（5）蚀刻将三氯化铁按与水的比例为4:6配置好，将显影好的板子放入装有三氯化铁溶液的塑料盆中（不要用金属盆，特别是铜的），蚀刻电路板，在蚀刻的同时，如果给溶液加热的保持温度在50-60度之间，温度越高蚀刻速度越快。最终效果:除有线路的地方有感光膜覆盖铜线外，其他地方的铜均已被腐蚀掉，剩下绝缘的基板，这样电路板就算是做好了。（6）去膜用细砂纸将其上面的感光膜搓掉，也可以放在显影液溶液中，去掉线路上的感光膜，最终线路上没有感光膜，均为红色的铜线。（7）打孔用电钻对零件孔或需要钻孔的地方进行钻孔，选用0.8mm的钻头9。5.3 焊接现在板子制作完了，就该找所需器件了，如表5-2所示。表5-2 所需器件器件名称数量备注STC12C5A60S21MCUMax2321RS232转换DB9RA(M)1串口（公），下载程序，GPS接口DA9RA(F)1串口（母），GPRS模块接口DIP401单片机座DIP161Max232座4K72复位和电源指示灯10K1复位用排阻1上拉电阻发光二极管1电源指示灯22u电容1复位用104电容5RS232电路30p电容2晶振短路子若干交叉线选择用1620液晶显示屏1显示GPS信息单列插槽11602用晶振1-电源插座1-不带锁开关1复位微调电阻1调节1602亮度找完元件后，就开始焊接，首先要准备好焊接所需的工具，有40W电烙铁带烙铁架、锡丝、镊子、剪刀、小刀、斜口钳、吸锡器等。在这个过程中首先要焊接小元件和藏在大器件下面的元件，最重要要注意锡的量，如把握不好，麻烦就来了。现将焊接步骤总结如下：（1）准备施焊：右手拿电烙铁，左手拿焊锡丝，采用握笔式。（2）加热焊接点：将烙铁边侧放置于焊件与焊盘形成的直角处，