1871.车载GPS终端的设计.doc

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1、车载GPS终端的设计1.整体设计框架1.1 GPS车载终端的硬件系统组成：ARM处理器：采用ST公司的基于STR710FZ2T6的主芯片；存储器部分： 包括一片SRAM芯片，一片Flash芯片；接口： 包括一个JTAG调试口，两个串行端口；串行端口分别接GSM/GPRS和GPS模块；键盘、LCD接口。硬件模块功能简介：中央控制模块中央控制模块由MCU（基于ARM7）加OS（UC/OS-II）及控制电路组成，负责对车辆数据信息及监控中心的相关命令的处理。GPS接收机采用GPS接收模块（产品以及型号待定），用于接收相关卫星的定位信号，以确定车辆现时刻的位置数据信息，如经纬度，时间等，交由中央控制模

2、块处理。GSM通信单元采用GSM模块（产品以及型号待定），用于负责将中央控制模块传递来的车辆数据信息发送给监控中心，同时将所接收到的由监控中心发送来的命令转送给中央控制模块。外接设备由液晶显示器和键盘组成，形成一个人机交互的平台。通过显示器显示车辆的信息，通过键盘实现对系统的控制。1.2 车载终端应用程序设计GPS车载终端的应用程序主要功能：GPS数据处理利用系统中的GPS模块，获取车载终端的位置信息，每隔一定时间向处理器发送报文信息。软件接口协议采用美国的NMEA0183 ASCII码，协议内容包括定义经纬度，速度及卫星星历等信息。GSM/GPRS通信GSM通信部分通过使用GSM模块向中心发

3、送车载位置信息，同时接收监控中心发来的调度及控制信息，利用GSM模块的指令集来实现上述功能的实现。2. STR710FZ2T6芯片的外围连接图2.1 STR710FZ2T6芯片的外围连接（可放大改图便于观察）如上图所示，需要设计的是：1） 系统电源。2）EMI外扩：256K16 SRAM；1M16 NOR Flash。3）2个RS232异步串行接口（UART2、UART），分别接GPS、GSM模块。4）一个图形液晶显示器：SMG240128A 。5）20脚JTAG调试接口（高速程序下载、调试，并支持Flash烧写）。6）4个按钮（控制LCD的工作状态）。7） 1个复位按钮（RESET）。8）

4、1个唤醒按钮（WAKE-UP）。9）1个LED指示灯。10) BOOT模式配置用于配置启动模式（决定系统复位时从何处引导，可以选择片内Flash、RAM、片外存储器）。BOOT ENBOOT1（B1）BOOT0（B0）模式启动内存映射说明0任意任意用户片内Flash映射到0地址n 系统从片内Flash开始运行100101系统存储器系统存储器映射到0地址n 系统从出厂前预装的引导程序开始运行n 时钟被冻结110RAM片内SRAM映射到0地址n 系统从片内SRAM开始运行n 实验室开发用111外部存储器外部存储器映射到0地址n 系统从片外存储器开始运行（对于该开发板而言为片外Flash）11）IA

5、P使能GPIO的P1.8用于使能IAP程序。当片内Flash内烧写了随板提供的IAP程序时，可将JP8短接以在复位时激活IAP功能（须将启动模式配置为从片内Flash引导）。3. GPS接收机通常GPS 接收OEM 板主要由GPS 接收天线、变频器、信号通道、数字信号处理器、存储器、串行通信接口以及电源等部分组成。在加电启动完成初始化之后，将自动从天线接收来自GPS 卫星发送的射频信号，经滤波放大、下变频、相关、混频等一系列处理过程，然后通过并行通道完成对其视界内几何位置最佳的数颗卫星的连续跟踪，并测量出信号从卫星到接收天线的传播时间，从而解译出GPS 卫星所发送的导航电文，进而计算出经度、纬

6、度、海拔高度、速度、日期、时间、航向以及卫星状况等信息。因此，GPS 接收板只要处于工作状态就会源源不断地接收并计算出的GPS 导航定位信息，并通过串口传送给外部的嵌入式计算机系统进行信息提取处理。 我们采用Lassen SK II GPS模块，其为天宝公司为嵌入式应用而设计的OEM 产品, 它是著名 的GPS Lasssen 系列产品的一种。它的主要优点： 耗电量”字符，程序在检测到了该字符后就可以将需要发送的短消息内容写入 GSM 模块，消息的末尾要加上 Ctrl+Z(其 ASCII码为 0x1a)，这样 TC35 模块就能正确的将该条短消息发送出去。对于短消息发送模式来说，本系统既可以选

7、择 TEXT 文本模式（即设置AT+CMGF=1）,也可以设置为 PDU 模式（即设置 AT+CMGF=0）。TEXT 模式发送方便，只需直接将数据转换为 ASCII 码进行发送，为了避免误码，系统中采用校验和检验，即将所有发送的数据之和取补码作为校验字在数据末尾发送，中心接收后也计算校验和并与接收到的校验字比较，相同则认定数据有效，不同则是传输错误丢到该条信息。而如用 PDU 模式发送的话，对要发送的定位数据不需经过处理就可以直接打包转发，码字长度较短而使信道占用时间较短，这对于多车辆监控是有利的，而且在 PDU 模式下，监控中心也可以接收中文短消息，而在 TEXT 模式下则不能。由于 TE

8、XT 模式以 ASCII 码传输信息非常便于系统的调试和检验，如利于与监控中心调试时用串口操作工具接收检验效果等，所以我们的做法是先通过该模式将系统的短消息链路调通，在实际的应用中通过 PDU 编码发送。5.5 LED 显示模块的控制SMG240128A 型LED 显示模块由显示屏和键盘两部分所组成。屏幕的点阵数为240 列128 行，黑色字/白色低，STN液晶屏，内嵌控制器为东芝的T6963C,外部显存为32KB。液晶模块上有LED背光，使用5V供电。LED 显示模块的显示的流程图如图 5.5 所示：图5.5LED 显示模块的显示的流程图在对模块的操作中，必须首先读取状态字寄存器的内容，判断

9、状态之中的“忙”状态标志，在“忙”标志为 0 时方可对其进行操作。在开机后显示屏显示的内容是各个主要模块的工作状态，即测试页面，当所有模块的状态都显示 OK 后方可跳过该页显示下一页，显示的内容有时间、经纬度、速度、当前卫星数，广播信息等。其初始化操作要设置起始行指令数，然后写控制命令开显示在判断其中“忙”状态后要清屏处理，然后调字库内容显示。LED 的控制键盘设计了 4 个按键：分别为上键，下键，设置键，确定键。通过外部中断，先去抖动再判键值实现键盘的控制，按键的功能分别为：1）上键：在显示模式下，当前光条上移；在设置模式下，当前闪烁的设置项内容加一个单位并进入修改模式；在修改模式下，当前闪烁的设置项内容加一个单位；在确定模式下, 当前光条上移。2）下键：在显示模式下，当前光条下移；在设置模式下，当前闪烁的设置项内容减一个单位并进入修改模式；在修改模式下，当前闪烁的设置项内容减一个单位；在确定模式下, 当前光条下移。3）翻页键：在显示模式下，当前光条下翻一页；在其他模式下，无反应。4）确定键：在显示模式下，进入设置模式，当前光条选中设置项内容将反白；在设置模式下，进入显示模式；在修改模式下，将进入判定模式；在判定模式下，若选择“是”，则确认修改。若选择“否”，则取消修改。图5.6 LED控制键原理图