**单片机设计介绍，基于单片机农田面积GPS定位测量仪设计
一 概要
基于单片机农田面积GPS定位测量仪设计概要如下：
一、引言
随着农业科技的发展，农田面积的精确测量对于提高农业生产效率和管理水平具有重要意义。传统的农田面积测量方法如人工测量、遥感测量等存在操作繁琐、成本高昂、精度有限等问题。因此，设计一款基于单片机的农田面积GPS定位测量仪，能够实现农田面积的快速、准确、便捷测量，具有重要的实际应用价值。
二、系统设计方案
系统组成
基于单片机农田面积GPS定位测量仪主要由GPS定位模块、单片机控制模块、显示模块、按键模块、电源模块等组成。其中，GPS定位模块负责接收卫星信号，获取农田的经纬度信息；单片机控制模块负责接收GPS数据，进行数据处理和计算，得到农田面积；显示模块用于显示测量结果；按键模块用于用户操作；电源模块为系统提供稳定的电源。
硬件设计
（1）GPS定位模块：选用高精度、高灵敏度的GPS模块，如ATK-NEO-6M等。该模块具有体积小、功耗低、定位精度高等优点，能够满足农田面积测量的需求。
（2）单片机控制模块：采用高性能的单片机作为核心控制器，如STM32等。单片机负责接收GPS数据，进行数据处理和计算，控制其他模块的工作。
（3）显示模块：采用液晶显示屏（LCD）作为显示模块，用于显示农田的经纬度信息、面积测量结果等。
（4）按键模块：设计多个按键，用于用户操作，如开始测量、停止测量、设置参数等。
（5）电源模块：为系统提供稳定的电源，确保系统正常工作。
软件设计
（1）初始化设置：系统上电后，单片机进行初始化设置，包括串口通信参数、GPIO口配置等。
（2）GPS数据接收：单片机通过串口接收GPS模块发送的数据，包括经度、纬度、时间等信息。
（3）数据处理与计算：单片机对接收到的GPS数据进行处理，根据经纬度信息计算农田面积。采用适当的算法和公式，确保计算结果的准确性和可靠性。
（4）显示与按键处理：单片机将计算结果发送到显示模块进行显示，同时实时监测按键状态，根据用户操作执行相应的功能。
三、系统功能
GPS定位功能：通过GPS模块接收卫星信号，获取农田的经纬度信息，实现农田的精确定位。
面积测量功能：根据农田的经纬度信息，计算农田面积，并将结果显示在液晶显示屏上。
按键操作功能：用户可以通过按键模块进行开始测量、停止测量、设置参数等操作。
稳定性与便携性：系统具有良好的稳定性和便携性，能够适应不同的农田环境和测量需求。
四、应用前景
基于单片机农田面积GPS定位测量仪具有广泛的应用前景。它可以用于农田面积的快速、准确测量，为农业生产提供有力的支持。同时，该系统还可以与其他农业设备和技术相结合，实现农田的智能化管理和高效生产。随着农业科技的不断发展和普及，基于单片机农田面积GPS定位测量仪将在农业生产中发挥越来越重要的作用。
二、功能设计
基于单片机和GPS定位农田面积测量仪设计(原理图+源程序+bom表)
通过串口1连接ATK-NEO-6M GPS模块，然后通过液晶显示GPS信息，包括精度、纬度、高
度、速度、用于定位的卫星数、可见卫星数、UTC时间等信息。
硬件连接:
STM32开发板–>ATK-NEO-6M GPS模块
PA9 -->RXD
PA10–>TXD
GND -->GND
5V/3.3V–>VCC
注意：
1，ATK-NEO-6M模块的波特率默认设置为38400。
2，串口1 的通信波特率也是38400。
3，GPS模块必须放置于室外或者窗户旁边，否则有可能收不到GPS信号。
4，如有其他问题，请参考。
说明：
GPS的天线放于空旷信号好的地方，需要几分钟才能定位。
GPS上的灯一直亮代表GPS未定位
GPS上的灯闪烁时代表GPS定位成功
显示的时间为格林尼治时间，北京时间为“格林尼治时间+8小时”
蓝牙软件请在手机商店搜索“蓝牙串口”即可
设计思路
设计思路
文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；
调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；
比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；
软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。
三、 软件设计
本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。
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仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。
Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
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原理图
五、 程序
本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。
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六、 文章目录
目 录
摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25