便携式地理信息采集仪的设计

图4 LCD时序图
Fig.4 LCD sequence diagram
它与单片机的具体连线图如图5所示：

图5 LCD与MSP430F149的连接原理图
Fig. 5 Connection diagram between LCD and MSP430F149
单片机P6数据输入输出接口连接HG12864的数据端DB0～DB7，RS引脚为指令/数据选择信号端口，RS为高电平时单片机向LCD写入数据，RS为低电平时单片机向LCD写入指令；R/W引脚为LCD的读写选择信号端口，R/W高电平时单片机读出LCD端口数据，R/W低电平时单片机向LCD端口写入数据；E引脚为LCD模块的使能信号，高电平有效。分别通过单片机的P5.5、P5.6、P5.7引脚进行控制。
系统软件设计
3.1 主程序功能
主程序负责初始化、开中断、分析解析GPS数据、数据显示指导系统进入各种相应的工作状态。主程序流程图见图6a。

图6 程序流程图
Fig.6 Program Flow Diagram
3.1 GPS数据接收程序设计
车载终端的设计需要从GPS定位信息中提取出有用的信息并且显示出来，所以也需要了解各种NMEA数据的含义。下面仅列出GPS固定数据输出语句（GPGGA）输出范例，各数据代表的意义如表1所示。输出范例：

名称	实例	单位	叙述
信息代号	$GPGGA		GGA数据
格林尼治时间	025812.487		时时分分秒秒.秒秒秒
纬度	3752.5236		度度分分.分分
北半球或南半球指示器	N		北半球（N）或南半球（S）
经度	11229.1768		度度度分分.分分
东半球或西半球指示器	E		东（E）半球或西（W）半球
GPS状态	1		1=非差分定位
使用卫星数	07
水平精度因子	1.0
海拔高度	830.0	m	（-9999.9~99999.9）

当GPS模块有数据输出时，单片机进入串口中断程序。程序首先判断是否为数据头标志即“$GPGGA”，若判断到数据正确则程序进入数据接收模式，直到接收到“*”表示数据接收成功，否则退出中断程序等待下次数据的到来。以下为部分中断程序代码。
While ((IFG1 URXIFG0) == 1);
{ UART0_RX_BUF[num++]=RXBUF0;
if (UART0_RX_BUF[0]!='$') num=0;
if(num==5)
{ if (UART0_RX_BUF[2]!='P') num=0;
if (UART0_RX_BUF[3]!='G') num=0;
if (UART0_RX_BUF[4]!='G') num=0;
}
if (num==90)
{ for (i=70;i90;i++)
{ if (UART0_RX_BUF[i]!='*') num=0;
else k=i; }
}
}
}
3.3显示程序设计
信息采集仪具有实时数据显示功能，可以将采集到的地理信息显示出来，工作人员可以更直观的掌握地理信息数据。单片机接收到GPS数据并且解析完成后，将需要显示的信息（经纬度、海拔等）存储到显示缓冲器内，以便显示时调用。本设计采用定时器中断方式进行数据显示，当定时器溢出中断时，进入数据显示程序，显示程序调用显示缓冲器内数据，通过P6端口送到LCD显示模块进行显示。显示程序流程图如图6b：
结论
地理信息分析研究一门发展迅速的学科，是气候变化，地理地貌的研究的基础，其应用涉及到民用、军用各个行业，所以信息的采集精确程度一直备受各方面关注。便携式地理信息采集仪硬件以及软件均采用模块化设计，易于升级与维护。经过实际运行，采集数据准确可靠，为地理信息研究部门提供了第一手资料。避免了以往人工记录存在较大误差的缺点，该系统具有良好的推广价值和应用前景。