车载GPS终端的设计

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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

2、置数据信息，如经纬度，时间等，交由中央控制模块处理。 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

3、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 123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:25-Jan-2007Sheet of File:E:PROTELm inelase.ddbDrawn By:GNDGNDR2 10K+3V3R1 1KGNDS2SW-PB+3V310nF+3V3+3V3+10uFGND33nFGND+1.0uFGNDADD(23,0)DA

4、TA(15,0)not CS_SRAM not OE not WR0 not WR1SRAM SRAM.schADD(23,0)DATA(15,0)not CS_SRAM not OE not WR0 not WR1ADD(23,0)DATA(15,0)DATA(15,0)not FLASH not OE not WR vpp not RESETFLASH FLASH.schADD(23,0)DATA(15,0)DATA(15,0)not FLASH not OE not WR vpp not RESETJTDI JTDO JTCK JTMS not JTRST not Reset DBGRQ

5、SJTAG JTAG.scDI JTDO JTCK JTMS not JTRST not Reset DBGRQS32KHzAddress:0x62000000Address:0x60000000 0x62FFFFFF0x60FFFFFFnot Reset+5VC3 CAP10KGNDGND1274F04+5VGNDC615pFC715pFGNDGNDVCCBOOTEN BOOT0 BOOT1BOOTENBOOT0BOOT1VDD3Reset9FS18FG1VSS2Vo4Vout19DB010DB111DB212DB313DB414DB515DB616CE7DB717C/D8WR5RD6LED

6、+20LED-21LCD2SMG240128AADD2ADD2S_INT0x66000000Address: 0x66FFFFFFC1+1C1-3C2+4C2-51110129V-6147138T1INT2INR1OUTR2OUT15GNDVCC16V+2T1OUTT2OUTR1INR2INU3ST3232GPS_RXDGPS_TXDINT0WEAKC10GPS_RXD GPS_TXD+3V3GSM_RXDGSM_TXDC11C8S_WEAKC9 S_TXDS_RXD0.1UF0.1UF0.1UF0.1UFGPS模块S_INTS_WEAKnot RESET1VCC2VSS3D1STM1001T

7、1nFnot REST+3V3SW-PBVin1GND2Vout3VOT REG 3V310nF 50V10nF 50V+10uF 10V+10uF 10V+5V+3V310uF 10V10uF 10V 100uF 10V100uF 10V10uF 50V 10uF 50V 10nF 25V 10nF 25V 10nF 25V+3V3LED+3V3TXD21Prime Power2TXD13Backup Power4RXD151PPS6RXD27GND8U4GPS_MODULEVCC5S_TXDS_RXD1 6 2 7 3 8 4 9 5J3DB9P2.0_not CS.07P2.1_not

8、CS.18P2.2_not CS.211P2.3_not CS.312P0.15_WAKEUP47not STDBY51V33_16V33_222V33_340V33_483V33_5104V33_6113V33_7138AVDD66V18_158VSS18_159V18_2129VSS18_2128V18BKP55VSSBKP54JTDI30JTDO33JTCK32JTMS31not JTRST34not RSTIN52CK46CKOUT45RTCXTO50RTCXTI49BOOT_EN16P0.9_U0.TX_BOOT.0144 P0.11_U1.TX_BOOT.13P1.11_CANRX

9、88P1.12_CANTX89USBDP90USBDN91P1.10_USBCLK106P2.1125P2.1226P1.14_HRXD_I0.SDA108P1.13_HCLK_I0.SCL107P0.4_S1.MISO127P0.5_S1.MOSI140P0.6_S1.SCLK141P0.7_S1.SSN142P1.886P0.13_U2.RX_T2.OCMPA9P0.14_U2.TX_T2.ICAPA10P1.0_T3.OCMPB_AIN.071P0.0_S0.MISO_U3.TX123P0.1_S0.MOSI_U3.RX124P0.2_S0.SCLK_I1.SCL125P0.3_S0.S

10、SN_I1.SDA126P2.923P2.1024P1.2_T3.OCMPA_AIN.273P1.1_T3.ICAPA_AIN.172P1.3_T3.ICAPB_AIN.374P1.4_T1.ICAPA75P1.5_T1.ICAPB76P1.6_T1.OCMPB77P1.7_T1.OCMPA85P1.9105P1.5_HTXD111P0.8_U0.RX_U0.TX143P0.10_U1.RX_U1.TX_SCDATA1P0.12_SCCLK4P2.1327P2.1428P2.1529VSS142VSS284VSS3103VSS4112VSS5139VSS65VSS721AVSS67A.098A

11、.199A.2100A.3101A.4102A.5114A.6115A.7116A.8117A.9118A.10119A.11120A.12121A.13122A.14130A.15131A.16132A.17133A.18134A.19135P2.4_A.2013P2.5_A.2114P2.6_A.2215P2.7_A.2317D.061D.162D.263D.465D.578D.679D.780D.881D.982D.1092D.1193D.1294D.1395D.1496D.1597D.364not RD2not WE0137not WE1136P2.818TEST38TEST36NU3

12、5DBGRQS44U2Component_11 24 5674F20+3V3S_INT复位键图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） 1个唤醒按钮（WAKE

13、-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 EN BOOT1 （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 1 0 0 1 0 1 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 1 1 0 RAM 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 1 1 1 外部 存储器

14、 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）IAP 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

15、 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

16、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 TEXT 模式以 ASCII 码传输信息非常便于系统的调试和检验，如利