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1、基于ARM-LINUX的GPS导航系统 目 录0摘要 11引言21系统方案选择与论证21.1总体设计方案 31.2部分模块设计方案31.2.1 主控芯片选择方案 31.2.2 操作系统及选择方案 31.2.3 GPS模块设计方案31.2.4显示模块设计方案 31.2.5地图文件存放方案 41.3总体方案确定42 系统硬件设计2.1主控芯片电路52.2 flash芯片电路 72.3串口电路 82.4 usb接口电路 92.6系统总线及lcd接口电路 92.5电源电路 103系统的软件设计 113.1程序结构框图 113.2 Maintab类 113.3 Mainwidget类 113.4 con
2、fig 类 123.5 map类 133.6 gps_diver 类 143.7 staSNR 类 143.8 debug_PDF 类 153.9 Makefile 文件 163.10 地图文件 （mapinfo.txt文件）164测试 164.1操作系统烧写测试 164.2 卫星接收测试184.3地图显示测试 204.4GPS信号检测测试224.5功耗测试 224.6其他测试 234.7测试结果分析 235总结 23参考文献: 23致谢： 24附录： 24基于ARM-LINUX的GPS导航系统 摘要：本系统由GPS数据采集并显示、地图显示两大部分组成，模拟GPS导航的过程。通过GPS模块、a
3、rm9硬件环境、嵌入式LINUX操作系统、TFT触摸屏等模块来完成整个体系的运作，使其实时采集GPS数据，然后将GPS数据对应的地图显示出来，再利用串口将数据送入PC机数据库中实现查询等一系列功能。本设计的特点在于界面友好、用户易操作、功耗低、便于长时间户外导航。关键词：ARM;LINUX;GPS;C+语言;SHELL编程;嵌入式操作系统 The ARM-LINUX-based GPS navigation system Abstract: This system consists of GPS data collection, map display composed of two part
4、s, simulated GPS navigation process. Through the GPS module, arm9 hardware environment, embedded LINUX operating system, TFT touch screen and other modules to complete the operation of the entire system to collect real-time GPS data, GPS data and then display the corresponding map, re-use the data i
5、nto the PC serial port machine in the database queries, and so to achieve a series of functions. This design feature is user-friendly, user easy to operate, low power consumption, easy to navigate a long time outdoors.Keywords: ARM; LINUX; GPS; C + + language; SHELL programming; embedded operating s
6、ystem0 引言GPS 是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称，而其中文简称为“球位系”。GPS是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统 。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、 全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的。随着人民生活水平的法杖，GPS技术被越来越多的应用在个人PDA、个人车载终端、手机等个人设备上。人们通过手持GPS，能准确知道自己所在的位置，从实现到导航、确定旅游路线、获取地理信息等功能。本文介绍的GPS导航系统，以ARM作为主控芯片，配以GPS、TFT触摸屏、嵌入
7、式LINUX操作系统，构建了一个集GPS信息显示、地图显示、语音导航为一体的完整系统。本系统在一定程度上推动了个人手持GPS导航设备研究的发展。1 系统方案选择和论证1.1 总体设计方案个人手持设备要求界面美观、功耗低、易于操作。系统应有彩色触摸屏；低功耗、高速度的处理芯片；带有嵌入式操作系统；GPS信息接收模块；sd卡用以存放地图；TFT触摸屏模块框图分别如图1所示：Nor flash Nand flashSd卡（存放地图）Gps模块S3c2440串口（调试及下载）电 源图1 系统结构框图Fig.1 System Structure Diagram1.2 部分模块设计方案1.2.1 控制模块
8、设计方案方案一：采用凌阳公司的16位单片机，它是16位控制器，具有体积小、驱动能力高、集成度高、易扩展、可靠性高、功耗低、结构简单、中断处理能力强等特点。用于语音处理和识别等领域。满足系统GPS模块和语音导航功能的需要。由于本系统需要彩色人机交互界面，对处理速度要求较高，故不采用。方案二：采用samsung公司的s3c2440。S3c2440采用ARM920t内核，实现了MMU、ARBA、BUS和Harvard高速缓冲体系结构。是一块高性能、低功耗的嵌入式芯片。可植入操作系统。在个人PDA领域应用及广。植入操作系统后，在用户GUI编程方面具有很大优势。内置AD/DA，便于扩展语音模块。故选用此
9、芯片为主控芯片。1. 2. 2 操作系统选择方案Linux操作系统广泛应用在嵌入式设备中，其源代码开放、免费；内核性能高效、多任务、可制定；完善的图形管理、文件管理机制；良好的开发环境、强大的工具集。可移植QT开发环境，可实现跨平台的编译，代码重用率高。1.2.3 GPS模块选择方案方案一：采用串口接口GPS模块。优点：便于驱动，价格便宜。缺点：嵌入式linux的调试需要用到串口，若GPS模块占用了串口会造成调试不便。故不采用方案二：采用usb接口GPS模块。优点：便于携带、连接开发板。缺点：驱动相对较难、价格相对较贵。为了便于调试和携带，采用usb接口GPS模块。1.2.4显示模块设计方案方
10、案一：采用LCD显示。液晶显示屏（LCD）具有轻薄短小，低耗电量。但不能实现触摸功能，故部采用。方案二：采用TFT显示。TFT屏幕带有四线式电阻触摸膜，能实现触摸功能、便于用户操作，故采用。1.2.5地图文件存放方案方案一：采用s3c2440核心板内置nand flash 存放。Nand flash 读取速度快。但容量较小，只有128M,不适合存放大量地图数据，故不采用。方案二：采用外置sd卡。Sd卡读取速度相对较慢，且会增加成本。但能存放大量数据（），地图更新升级也很方便。故采用。1.3 总体方案确定1） 控制芯片： 采用s3c2440 arm9 处理器2） 液晶显示模块： 采用NEC TFT 3.5 寸屏幕3） GPS模块： 采用三星公司的GPS-USBII模块4） nand flash： 采用 K9F1208；5） nor flash： 采用 AM29LV160DB5） 音频处理芯片： UDA1341TS；6） SD卡 模块： 采用金士顿公司的 4GB SD卡；7） 电源模块： 采用两个8V可充电锂电池；8） 操作系统：
