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1、基于LPPC22214的的车载导导航服务务终端的的系统设设计引 言GPPS在中中国已经经有十几几年的发发展历程程，但在在民用领领域却一一直投有有大的突突破。最最近几年年，GPPS民用用的前景景已经越越来越清清晰，用用户需求求正在上上升。目目前有两两种应用用被看好好：一个个是民用用导航终终端，特特别是车车载系统统；男一一个是基基于手机机的移动动定位服服务。导航航是LBBS(LLocaatioon BBaseed SServvicees)应应用在汽汽车上的的主要方方式。目目前我国国已经有有汽车导导航的实实际应用用，一种种是“GPSS接收机机+简化化版的GGIS引引擎+地地图数据据”的模式式，通过过
2、GPSS接收机机获取定定位信息息，然后后调用本本机存储储的地图图，将定定位信息息映射到到电子地地图上实实现导航航功能。这这种模式式虽然比比较方便便快捷，但但也有其其自身的的局限性性，例如如成本较较高、地地图资源源不能共共享、无无法做到到动态的的地图更更新。还还有一种种是“GPSS接收机机+GSSM模块块十短信信业务”的模式式，通过过GPSS接收机机获取定定位信息息，以短短信的方方式将定定位信息息发送至至控制中中心，再再通过GGSM模模块拨打打中心电电话，以以语音方方式得到到导航信信息。这这种模式式成本较较低，信信息准确确，但短短信一般般有延时时；实验验表明在在网络延延时不大大的情况况下单向向传
3、输一一条1440字节节的短信信，传输输延时为为6s的的累计概概率为992886，而而且打电电话获取取导航信信息的速速度太慢慢，操作作也不方方便。而而这些问问题通过过与运营营商已有有的通用用分组无无线业务务GPRRS结合合可以得得到较好好的解决决。GPPRS允允许用户户在端到到端分组组转移模模式下发发送和接接收数据据，而不不需要利利用电路路交换模模式的网网络资源源，从而而提供了了一种高高效、低低成本的的无线分分组数据据业务，特特别适用用于间断断的、突突发性的的和频繁繁、少量量的数据据传输，也也适用于于个别的的大数据据量传输输。因此此，车载载终端选选用高性性能的处处理器，通通过GPPRS与与信息中
4、中心通信信，完全全可以实实现远程程地图下下载与自自主导航航。本文文介绍了了一种基基于ARRM处理理器、支支持GPPRS、低低成本的的车载导导航终端端，并对对其中所所涉及的的硬件设设计方案案给出了了详细的的描述。1 LBBS系统统模型与与车载导导航服务务终端介介绍11 LLBS系系统模型型LBBS系统统主要由由全球定定位系统统、移动动终端、无无线通信信网络和和信息服服务中心心组成，如如图1所所示。图图中GPPS卫星星提供定定位信息息，是整整个LBBS系统统得以实实现的关关键；移移动终端端主要用用来获取取位置信信息，发发出位置置服务申申请以及及解读导导航信息息；G33SM通通信网络络用于实实现移动
5、动终端和和信息服服务中心心的通信信；信息息服务中中心是定定位服务务系统的的核心，负负责与移移动终端端的信息息交互和和各个分分中心的的网络互互连，完完成各种种信息的的分类、记记录和转转发以及及分中心心之间业业务信息息的流动动，并对对整个网网络进行行监控。1.2 终终端功能能本终终端采用用车用电电源供电电，接通通电源后后，各模模块自动动启动。该该终端具具有以下下功能：GPSS定位功功能；远远程电予予地图实实时下载载；定位位信息和和地罔数数据的实实时显示示；主控控芯片可可以进入入掉电模模式，降降低功耗耗，按下下相应功功能键能能够立即即唤醒主主控芯片片。13 终终端主要要模块GPPS模块块采用瑞瑞士u
6、-bloox公司司的TIIM-LLH。该该GPSS接收器器可以在在天空视视野有限限的区域域内提供供动态条条件下的的精确导导航，定定位精度度半径可可达25m；有有2个全全双工串串口，支支持NMMEA、RRBX和和RTCCM串口口协议。集集成度很很高，大大小是22544 mmm254mmm，高度度只有33mm。GPPRS模模块选用用法国WWaveecomm公司推推出的QQ24006A。该该模块支支持9000118000MHzz两种频频带，所所在频段段功率分分别为22W(9900MMHz)和1WW(18800MMHz)，支持持WAPP(Wiirellesss Apppliicattionn Prro
7、toocoll)、IIrDAA 12A协议议和GPPRS；有ATT数据集集接口，支支持数据据、语音音、短信信、传真真服务等等，其数数据下载载速率可可达5336 khpps，上上传速率率可达22688 kbbps。本终终端使用用ARMM微处理理器作为为主控芯芯片，结结合GPPRS，实实现实时时地图下下载与快快速处理理。LPPC22214是是Phiilipps公司司推出的的基于AARM77TIDDMI(Thuumb)内核的的1632位位微处理理器，1128位位的存储储器接口口和独特特的加速速结构使使32位位代码能能够在最最大速率率时钟下下运行；其高速速计算能能力为地地图数据据的快速速处理提提供了保
8、保障，性性价比远远高于普普通单片片机。LLPC222144具有88166322位的外外部存储储器接口口，可对对4个外外部存储储器进行行配置，每每个存储储器可达达16 MB，为为大量数数据存储储和嵌入入式操作作系统的的下载提提供了条条件；而而且该芯芯片具有有功率控控制模块块，当暂暂时不需需要导航航时可使使终端进进入掉电电模式，大大大降低低了功耗耗。另外外，浚芯芯片有两两个串口口，内嵌嵌片内可可编程锁锁相环PPLL，CCPU最最高工作作频率可可达600MHzz。2 车车载导航航服务终终端关键键硬件设设计与分分析车载载导航服服务终端端的硬件件结构如如图2所所示，LLPC222144的串口口O与GGS
9、MGPRRS模块块连接，串串口l与与GPSS模块连连接。液液晶显示示器(LLCD)通过并并行方式式与ARRM芯片片连接，采采用8位位数据传传输方式式；键盘盘采用矩矩阵扫描描的方式式，由88根GPPIO端端口线控控制。 终端端上电以以后，通通过软件件设置登登录GPPRS；GPSS模块接接收到GGPS数数据后通通过串口口1自动动向主控控芯片发发送；主主控芯片片收到GGPS数数据后选选择需要要的信息息，并将将定位信信息显示示在LCCD上。需需要周边边地图信信息时，按按下相应应的功能能键，主主控芯片片扫描到到键盘信信号，将将定位信信息通过过串口00传递给给GSMMGPPRS模模块，并并以短信信的形式式
10、发送到到信息服服务中心心，通过过GPRRS下载载周边地地图数据据，主控控芯片通通过串口口0读取取地图数数据，处处理后在在LCDD上显示示，实现现自主式式导航。 21 电电源电路路的设计计与分析析终端端系统需需要电源源模块提提供3路路电压，分分别为：333V、118VV和5VV。其中中：LPPC22214的的内核电电源电压压为l.8V；LPCC22114的II/O口口电源电电压、TTIM-LH和和Q24406AA的供电电电压为为333V；液液晶显示示器的供供电电压压为5VV。本终终端采用用车用电电源供电电，电压压一般为为12VV或144V。选选用Naatioonall公司的的LM225766系列
11、电电源芯片片来获取取5V和和333V电压压，具体体方案是是：选用用LM225766-5O获得得5V的的电压、LLM25576-333获取333VV电压，然然后33V的的电压为为输入电电压通过过电源芯芯片LMMllll7-ll.8得得到l.8V电电压。电源源线和地地线是所所有电路路的公共共部分，由由于各部部分电路路的工作作电流通通过电源源与引线线而相互互耦合，从从而形成成干扰，因因此印刷刷电路板板PCBB(Prrintted Cirrcuiit BBoarrd)的的地线与与电源线线要精心心设计。在在设计PPCB时时，可根根据电流流的大小小，尽量量加大电电源线的的布线宽宽度；同同时减少少环路电电阻
12、，使使电源线线、地线线的走向向与数据据传递的的方向一一致。由由于多层层板的抗抗干扰能能力明显显高于双双层板，因因此可以以考虑设设置电源源层和地地层。对对于一块块电路板板上需要要多个电电源电压压的情况况，可针针对不同同的电压压对电源源层进行行分割；在PCCB布局局时应尽尽量把使使用相同同电源电电压的器器件分布布在对应应的区域域。地层层与电源源层紧耦耦合，适适当地比比电源层层外延，也也可以有有效地抑抑制共模模干扰；当然也也可以设设置多个个电源层层，但成成本会大大幅增加加。本终终端的电电路板采采用设置置单个电电源层、分分割电源源层的方方法，分分割好的的电源层层如图33所示。此外外，电路路板的电电源输
13、入入的端应应接1001000F的去去耦电容容；每个个芯片的的VCCC端口和和地之间间接一个个O001OO1F的去去耦电容容，也可可以有效效抑制噪噪声的干干扰。实实践证明明，上述述一些方方法对抑抑制信号号频率低低于100 MHHz的电电路板上上的噪声声和干扰扰比较有有效。2.2 GGPS模模块外围围电路GPPS模块块TIMM-LHH上电后后通过串串口向外外发送GGPS数数据，数数据格式式有RMMC(RRecoommeendeed MMiniirnuum SSpeccifiicGNNSS Datta)、GGGA(Glooball Poosittionningg Syysteem FFix Datt
14、a)等等，可以以根据需需要编程程遗择相相应格式式的数据据。TIIM-LLH芯片片串口11的默认认波特率率是9 6000 bpps，串串口2的的默认波波特率是是57 6000 bpps，可可通过软软件改变变；如果果不使用用某个串串口，则则对应的的串口输输入端应应接上拉拉电阻。TIIM-LLH的外外围电路路原理图图如图44所示。外外部复位位端口RREXEET_NN低电平平有效，非非常敏感感，如果果不用，则则将其置置空。不不能接高高电平。TTIM-LH模模块上电电之后自自动复位位，通常常复位信信号是在在模块工工作不正正常的情情况下使使用，在在设计中中，使用用控制电电源的方方式来复复位就可可以了，这这
15、样控制制起来会会更加灵灵活、可可靠；而而且模块块出现死死机的现现象很少少，若希希望进行行重启动动，则也也可通过过程序使使用命令令来控制制。在设设计PCCB时应应将GPPS芯片片周边区区域敷铜铜，以屏屏蔽外界界干扰。23 GGSMGPRRS模块块与处理理器接口口设计和和SIMM卡接口口电路GSSM模块块与ARRM芯片片之间通通过标准准的串行行口通信信，最高高波特率率可达1115 2000 bpps。处处理器LLPC222144的串口口输出的的电平是是333V，中中间需要要进行电电平转换换，选用用MAXXIM公公司的MMAX332322来实现现。LPPC21124与与GSMM模块之之间的串串口通信信采用最最简单的的三线接接法，即即地、发发送数据据和接收收数据33个端口口相连，接接收数据据和发送送数据端端口要彼彼此交叉叉。GSSM模块块与SIIM卡之之间主要要通过SSIMCCLK和和SIMM-DAATA信信号线进进行数据据通信，SSIM卡卡接口电电路的原原理图如如图5所所示。在在设计PPCB时时要注意意，为了了提高稳稳定性，GGSM模模块的连连接器和和SIMM卡座的的引脚之之间的距距离不要要超过220cmm。此外外，为达达到最佳佳效果，应应在SIIM支架架下敷铜铜，敷铜铜与SIIM卡的的GNDD引脚相相连；SSIMVVCC和和SIMMGNDD之间的的电容CC1011和C110
