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/***********
** Project name: GPS_LCD Nvigation System Experiment
**
** Descriptions: Undergraduate Group Project of Navigation & Control
**
** Created by: GPS_LCD Nvigation System Design Group
**
** Major: Navigation & Control, Beihang University
**
** Supervisor: Professor Zhanghai, Zhang Liyong
**
** Created Date: 11 Jan 2007
**
***************/
#include <C8051F040.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include<absacc.h>
#define baud rate 4800
#define N 100
#define HANG 20
#define LIE 12
#define dlcd XBYTE[0x8000]/*定义送数据的地址*/
#define clcd1 XBYTE[0xa000]/*定义送指令的地址,行地址*/
#define clcd2 XBYTE[0xc000]/*定义送指令的地址，列地址*/
#define clcd3 XBYTE[0xe000]/*定义送指令的地址，设置显示页和操作页*/
typedef unsigned int uint;
typedef unsigned char uchar;
typedef unsigned long ulong;
typedef struct {uint x; uint y;}point;
sfr16 RCAP2=0xca;
sfr16 RCAP3=0xca;
sfr16 RCAP4=0xca;
sfr16 TMR2=0xcc;
xdata uchar GPS_infor[N];//处理缓冲区
xdata uchar GPS_buff[N];//接收区
xdata uchar GPS_sec[HANG][LIE];//2维数组
xdata uchar GPS_sec_temp1[11];//中间变量1
xdata uchar GPS_sec_temp2[5];//中间变量2
xdata uchar mode[LIE];
xdata ulong longitude=0;//纬度
xdata ulong latitude=0;//经度
xdata ulong lol=0;//经度低位
xdata ulong loh=0;//经度高位
xdata ulong lal=0;//纬度低位
xdata ulong lah=0;//纬度高位
xdata uint xx,yy;
uint i,j;
uchar i1;
uchar k,p,q;
uchar is_front,is_end,length;//判别参数
uchar color;
int xdata data_col[20]={0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};//区域填充交点存储数组
void Clearlcd(uchar color,uchar ppage);/*清屏*/
void Draw_point(uint x,uint y,uchar point_color);//画点子程序
void Draw_line(point point_a,point point_b,uchar line_color);//画线子程序
void Fill_in(point *peak,int mun,uchar fill_color);//区域填充子程序
void Draw_rectangle(int x1,int y1,int x2,int y2,uchar color);
void Draw_position(uint color);
void delay1ms(uint time);
void Get_color(uint x,uint y);
int node(point *peak,int row,int num,uchar color);//交点求取子程序
void sort_data(int *node_in,int num);//排序子程序
int drop_data(int *node_in,int num);//重点去除子程序
void Draw_line2(uint row,uint col_s,uint col_f,uchar color);//画水平线子程序
uint max(uint x,uint y){return (x>y?x:y);}
uint min(uint x,uint y){return (x<y?x:y);}
void EMI_ini();
void uart0_ini();
void t2_ini();
void t2_baud(uint rate);
void config (void);
void para_clear();
void SendChar(uchar tt);
void EMI_ini()
{
SFRPAGE = EMI0_PAGE;
EMI0CF = 0x37;
EMI0TC = 0xFF;
}
/************************串口初始化配制*****************************/
void uart0_ini()
{
SFRPAGE = UART0_PAGE;
SADEN0 = 0x00;// SADEN0为UART0从机地址控制寄存器，0表示相应位地址不参加过滤，即该位地址值为0或1均为有效地址
SADDR0 = 0x00;// SADDR0为UART0从机地址设置寄存器
SSTA0 = 0x15;// SMOD0＝1，UART0波特率2分频允许，此时在使用T1至T4为波特率发生定时器时，计算公式为BandRate=ft/16，ft为T1至T4的溢出率
//TX0时钟源为T2，RX0时钟源为T2
SCON0 = 0x50;//工作在模式1，为8bit可变波特率通讯
SCON0 &= 0xFC; //将TI0和RI0清零
t2_ini();//初始化UART0的波特率产生定时器T2
}
/*************************定时器2初始化配制****************************/
void t2_ini()
{
SFRPAGE=TMR2_PAGE;
TMR2CF = 0x10; // T2为外部时钟的8分频，计数方向为增值计数
TMR2CN = 0x04; // TR2置1，启动定时器
}
/*************************定时器2产生波特率为4800bps*************************/
void t2_baud(uint rate)
{
uint count;
SFRPAGE = TMR2_PAGE;
count=22118400/8/16/rate;
RCAP2=~count+1;//RCAP2用于存放定时器重载值，TMR2是计数寄存器
TMR2=RCAP2;
}
void config()
{
uchar n;
WDTCN = 0xDE; //禁止看门狗
WDTCN = 0xAD;
SFRPAGE = CONFIG_PAGE;
XBR0 = 0x34; //将PCA0至PCA5和UART0配置到端口
XBR1 = 0x00;
XBR2 = 0x44; //全局弱上拉开启，将XBAR打开；TX1,RX1配置到端口
XBR3 = 0x00;
P0MDOUT = 0xFF;
P1MDOUT = 0xFF;
P1MDIN = 0xFF;
P4MDOUT = 0xff;
P5MDOUT = 0xff;
P7MDOUT = 0xff;
SFRPAGE = CONFIG_PAGE; //晶振配置，系统时钟采用采用内部晶振微调后8分频
CLKSEL = 0x00; //系统时钟采用内部晶振
OSCXCN = 0x67; //外部晶振配置：外部石英晶振模式，不分频，并配置合适的驱动电流
for(;n<255;n++)
while((OSCXCN&0x80)==0);//查询XTLVLD是否为1，等待外部晶振稳定振荡
CLKSEL = 0x00; //选择内部晶振
OSCICN = 0x83;
SFRPAGE=0x0F;
SFRPGCN=0x01;
IE=0x90;//若UART0使用中断方式则应该开全局中断
}//端口与时钟配置函数
/*********************采用查询方式串口输出**************************/
void SendChar(uchar tt)
{
SBUF0=tt;
while(TI0==0);
TI0=0;
}
/*****************************参数清零*****************************/
void para_clear()
{
i=0;
j=0;
p=0;
q=0;
k=0;
}
/*****************************GPS码分割函数*****************************/
void GPS_div()
{
para_clear();
for(k=0;k<=length;k++) //利用',',将数组进行分割,存到二维数组div中
{
if(GPS_infor[k]!=','){GPS_sec[p][q]=GPS_infor[k];q++;}
else {p++;q=0;}
}
}
/**********************通过串口输出接收进来的GPS数据*******************/
void GPS_out()
{
p=2;//纬度部分
for(q=0;GPS_sec[p][q]!='/0';q++)
{
SFRPAGE=0;
SendChar(GPS_sec[p][q]);
}
SendChar('*');
p=4;//经度部分
for(q=0;GPS_sec[p][q]!='/0';q++)
{
SFRPAGE=0;
SendChar(GPS_sec[p][q]);
}
SendChar('*');
}
/*************GGA码解码函数，得到latitude和longitude用整数类型存储***********/
void GGA_deal()
{
para_clear();//整数小数同存,按单位统一到角度
for (i=0;GPS_sec[2][i]!='.';i++) GPS_sec_temp1[i]=GPS_sec[2][i];//按.分割 移位
for (j=i;j<=i+3;j++) GPS_sec_temp1[j]=GPS_sec[2][j+1];
for (j=j;j<11;j++) GPS_sec_temp1[j]='/0';
latitude=atol(GPS_sec_temp1);
for (i=0;GPS_sec[4][i]!='.';i++) GPS_sec_temp1[i]=GPS_sec[4][i];
for (j=i;j<=i+3;j++) GPS_sec_temp1[j]=GPS_sec[4][j+1];
for (j=j;j<11;j++) GPS_sec_temp1[j]='/0';
longitude=atol(GPS_sec_temp1);
lal=latitude%1000000;//取出角分
lol=longitude%1000000;
lah=latitude-lal;//取出角度
loh=longitude-lol;
lal=lal*100/60;//化角分为度
lol=lol*100/60;
latitude=lah+lal;//整合
longitude=loh+lol;
para_clear();
}
/************GPS信息解算，并在LCD屏幕上标出用户所在位置************/
void GPS_cau()
{
point xdata aera_point[6]={{22,195},{40,195},{48,175},{48,127},{40,107},{22,107}};
point xdata aera_pool[6]={{84,275},{94,245},{94,226},{60,232},{54,240},{70,250}};
xx=(longitude-116334919)/53;//按经纬度边界计算LCD上画点位置
yy=(latitude-39975169)/31;
Get_color(xx,yy);
//Draw_position(0xe3);
//delay1ms(2000);
//Draw_position(color);
/*xx=xx+5;
yy=yy+5;
Get_color(xx,yy);
Draw_position(0xfc);
delay1ms(2000);
Draw_position(color);*/
for(i1=0;i1<10;i1++)
{
xx=xx+1;
Get_color(xx,yy);
Draw_position(0xfc);
delay1ms(1000);
Draw_position(color);
}
for(i1=0;i1<10;i1++)
{
yy=yy+1;
Get_color(xx,yy);
Draw_position(0xfc);
delay1ms(1000);
Draw_position(color);
}
for(i1=9;i1>0;i1--)
{
xx=xx-1;
Get_color(xx,yy);
Draw_position(0xfc);
delay1ms(1000);
Draw_position(color);
}
for(i1=9;i1>0;i1--)
{
yy=yy-1;
Get_color(xx,yy);
Draw_position(0xfc);
delay1ms(1000);
Draw_position(color);
}
}
/************得到原来点的颜色值，以便进行覆盖************/
void Get_color(uint x,uint y)
{
uchar high,low;
high = (y&0xff00)>>8;
low = y&0xff;
clcd3=0x00; //设定操作页和显示页
clcd1=x; //设定行地址
clcd2=high; //设定列地址
clcd2=low;
color=dlcd;
}
/************画出用户位置，在LCD屏幕上用十字显示************/
void Draw_position(uint color)//画出所在点的位置
{
Draw_point(xx,yy,color);
Draw_point(xx-1,yy,color);
Draw_point(xx+1,yy,color);
Draw_point(xx,yy,color);
Draw_point(xx,yy-1,color);
Draw_point(xx,yy+1,color);
}
/*****************初始化LCD上的电子地图***********************/
void Draw_LCD()
{
point xdata aera_point[6]={{22,195},{40,195},{48,175},{48,127},{40,107},{22,107}};
point xdata aera_pool[6]={{84,275},{94,245},{94,226},{60,232},{54,240},{70,250}};
Clearlcd(0x03,0x11); //清屏
Clearlcd(219,0x01);
Fill_in(aera_point,6,107);//新食堂
Draw_line2(40,107,195,107);
Draw_rectangle(3,0,104,10,0xe3);//西南边
Draw_rectangle(110,0,231,10,0xe3);//东南边
Draw_rectangle(161,16,231,86,109);//新主楼
Draw_rectangle(110,16,155,86,109);//体育馆
Draw_rectangle(176,71,216,31,0xfe);//新主楼天井
Draw_rectangle(68,86,104,16,111);//篮球场
Draw_rectangle(65,86,20,16,111);//操场
Draw_rectangle(15,317,3,16,0xe3);// 西边
Draw_rectangle(55,76,30,26,12);//操场草坪
Draw_rectangle(145,162,231,92,109);//东南门区域
Draw_rectangle(110,162,141,92,109);//办公区
Draw_rectangle(110,290,231,164,30);//教学区
Draw_rectangle(50,210,104,92,244);//生活区
Draw_rectangle(20,216,104,290,16);//绿园
Draw_rectangle(20,296,104,317,0xe3);//西北边
Draw_rectangle(110,296,231,317,0xe3);//东北边
Fill_in(aera_pool,6,0x03);//荷花池
}
/********************单片机主程序********************/
void main(void)
{
int xdata flag=0;
point a,b;
a.x=107;
a.y=0;
b.x=107;
b.y=320;
config();//初始化
EMI_ini();
uart0_ini();
t2_baud(baud_rate);
para_clear();
Draw_LCD(); //初始化LCD屏上的电子地图
while(1)
{
if(is_end==1)
{
GPS_div();
GPS_out();
GGA_deal();
GPS_cau();
is_end=0;
para_clear();
}
}
}
/********************串口中断服务子程序********************/
void COMM() interrupt 4
{
if(RI0==1)
{
GPS_buff[i]=SBUF0;
RI0=0;
if (GPS_buff[0]=='$') i++;//判断首位是否为$
else para_clear();
if ((GPS_buff[i-2]=='?') && (GPS_buff[i-1]=='/'))//判断是否为报尾，暂用?/代替0x0D 0x0A
{
is_end=1;
length=i-1;
for (j=0;j<=length;j++) GPS_infor[j]=GPS_buff[j];//建立缓冲区
}
if (i==100) i=0;//避免数组溢出
}
}
/********************延时子程序********************/
void delay1ms(uint time){
for (i=0;i<time;i++){
for(j=0;j<1000;j++);
}
}
/********************基本指令集清屏子程序********************/
void Clearlcd(uchar color,uchar ppage)
{
uchar data k=0x00;
clcd3=ppage; /*设定显示页和操作页*/
for(i=0;i<234;i++)
{
clcd1=i; /*设定行地址*/
clcd2=0x00;
clcd2=0x00; /*设定列地址*/
for(j=0;j<80;j++)
{
dlcd=color; /*写颜色数据*/
dlcd=color;
dlcd=color;
dlcd=color;
}
k=k+0x01;
}
}
/*******************画点子程序********************/
void Draw_point(uint x,uint y,uchar point_color)
{
uchar high,low;
high = (y&0xff00)>>8;
low = y&0xff;
clcd3=0x00; //设定操作页和显示页
clcd1=x; /*设定行地址*/
clcd2=high; /*设定列地址*/
clcd2=low;
dlcd=point_color; /*写显示数据*/
}
/************************画线子程序**************************/
void Draw_line(point point_a,point point_b,uchar line_color)
{
int i=0,temp=0;
int dis_row=0,dis_col=0;
int min_row=0,min_col=0,max_row=0,max_col=0;
max_row=max(point_a.x,point_b.x);/*行最大值*/
min_row=min(point_a.x,point_b.x);/*行最小值*/
max_col=max(point_a.y,point_b.y);/*列最大值*/
min_col=min(point_a.y,point_b.y);/*列最小值*/
if ((max_row-min_row)>(max_col-min_col))//横向距离大于纵向距离，以横向基准画线
{
if (max_col==min_col) //要求线段为垂线
{
for(i=min_row;i<=max_row;i++)
Draw_point(i,min_col,line_color);
}
else
{
for(i=min_row;i<=max_row;i++)
{
temp=(int)((float)((float)point_b.y-point_a.y)/(float)((float)point_b.x-point_a.x)*
((float)i-point_a.x)+point_a.y);//两点法直线描述纵坐标计算公式
Draw_point(i,temp,line_color);
}
}
}
else //纵向距离大于横向距离，以纵向基准画线
{
if (max_row==min_row)
{
for(i=min_col;i<=max_col;i++) //要求线段为水平线
Draw_point(min_row,i,line_color);
}
else
{
for(i=min_col;i<=max_col;i++)
{
temp=(int)((float)((float)point_b.x-point_a.x)/(float)((float)point_b.y-point_a.y)*
((float)i-point_a.y)+point_a.x);//两点法直线描述横坐标计算公式
Draw_point(temp,i,line_color);
}
}
}
}
/*****************************************************************
** Function name: Fill_in
**
** Descriptions: 填充一个多边行区域
**
** input parameters: peak:多边形的顶点坐标，顶点坐标必须按顺序给出
num:顶点个数
fill_color:填充颜色
**
** Returned value: none
**
** Created by: qin
** Created Date: 2006/12/12
******************************************************************/
void Fill_in(point *peak,int num,uchar fill_color)
{
int i1=0,j1=0,node_num=0;
int xdata max_row,min_row;
for(i1=0;i1<num;i1++)
{
j1=(i1+1)%num;
Draw_line(*(peak+i1),*(peak+j1),fill_color);
}
max_row=peak->x;
min_row=peak->x;
for(i1=0;i1<num;i1++) //得到所有顶点中，行最大值，行最小值
{
if((peak+i1)->x>max_row)
max_row=(peak+i1)->x;
if((peak+i1)->x<min_row)
min_row=(peak+i1)->x;
}
for(i1=min_row;i1<max_row;i1++)
{
node_num=node(peak,i1,num,fill_color);//行扫描填充，求得扫描线与轮廓外形的交点
sort_data(data_col,node_num); //交点按从小到大排序
if((node_num%2)==1)
node_num=drop_data(data_col,node_num);//交点为基数，去掉重复点
for(j1=0;j1<node_num;j1=j1+2)
{
Draw_line2(i1,data_col[j1],data_col[j1+1],fill_color);//扫描区域水平线填充
}
}
}
/*****************************************************************
** Function name: node
**
** Descriptions: 求出扫描线与轮廓线的交点,交点值存放在全局变量data_col中
**
** input parameters: peak:多边形顶点坐标
row:扫描线的行值
num:顶点的个数
color:线段的颜色
**
** Returned value: none
**
** Created by: qin
** Created Date: 2006/12/12
******************************************************************/
int node(point *peak,int row,int num,uchar color)
{
int i2,j2,k=0;
for(i2=0;i2<num;i2++)
{
j2=(i2+1)%num;
if (((peak+j2)->x)!=((peak+i2)->x))
{
if((row>=min((peak+j2)->x,(peak+i2)->x))&&(row<=max((peak+j2)->x,(peak+i2)->x)))
{
data_col[k]=(int)((float)((float)(peak+j2)->y-(peak+i2)->y)/(float)((float)(peak+j2)->x-(peak+i2)->x)*
((float)row-(peak+i2)->x)+(peak+i2)->y);
k=k+1;
}
}
else
{
if((peak+i2)->x==row)
Draw_line(*(peak+i2),*(peak+j2),color);
}
}
return k;
}
/*****************************************************************
** Function name: sort_data
**
** Descriptions: 数组中值排序
**
** input parameters: node_in:需要排序的数组指针
num:数组中数据的个数
**
** Returned value: none
**
** Created by: qin
** Created Date: 2006/12/12
******************************************************************/
void sort_data(int *node_in,int num)
{
int temp,i3,j3;
for(j3=num;j3>1;j3--)
{
for(i3=0;i3<j3-1;i3++)
{
if(node_in[i3]>node_in[i3+1])
{
temp=node_in[i3];
node_in[i3]=node_in[i3+1];
node_in[i3+1]=temp;
}
}
}
}
/*****************************************************************
** Function name: Draw_line2
**
** Descriptions: 画两点之间的水平线
**
** input parameters: row:水平线所在的行
col_s:起始列值
col_f:结束列值
color:线段的颜色
**
** Returned value: none
**
** Created by: qin
** Created Date: 2006/12/12
******************************************************************/
void Draw_line2(uint row,uint col_s,uint col_f,uchar color)
{
int i4=0;
uchar high1,low1;
high1 = (col_s&0xff00)>>8;
low1 = col_s&0xff;
clcd3=0x00;
clcd1=row; /*设定行地址*/
clcd2=high1; /*设定列地址*/
clcd2=low1;
for(i4=col_s;i4<=col_f;i4++)
{
dlcd=color; /*写显示数据*/
}
}
/*****************************************************************
** Function name: drop_data
**
** Descriptions: 去除重点
**
** input parameters: node_in:需要去除重复点的数组指针
num:数组中数据的个数
** Returned value: 去除重复点后节点的个数
**
******************************************************************/
int drop_data(int *node_in,int num)
{
int i5,j5,new_num=num;
for(j5=0;j5<num;j5++)
{
if(node_in[j5]==node_in[j5+1])
{
for(i5=j5;i5<num-1;i5++)
node_in[i5]=node_in[i5+1];
num=num-1;
}
}
}
/******************************************************************
** Function name: Draw_rectangle
**
** Descriptions: 画矩形子程序
**
** input parameters: int x1,int y1,int x2,int y2 分别为矩形对角线两点坐标
**
** Returned value: 去除重复点后节点的个数
**
******************************************************************/
void Draw_rectangle(int x1,int y1,int x2,int y2,uchar color)
{
int i6;
int xdata max_x,min_x;
max_x=max(x1,x2);
min_x=min(x1,x2);
for(i6=min_x;i6<max_x;i6++)
{
Draw_line2(i6,min(y1,y2),max(y1,y2),color);
}
}
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