【正文】 7 總結(jié) 31 7 總結(jié) 總結(jié) 通過本次課題，熟悉當(dāng)前熱門的 GPS 技術(shù)的原理以及相關(guān)技術(shù)，鍛煉自己的動(dòng)手能力和語言表達(dá)能力。低電平時(shí)，復(fù)位有效。金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 5 硬件設(shè)計(jì) 22 5 硬件設(shè)計(jì) 硬件功能需求及芯片選型 硬件功能需求 ? 系統(tǒng)要擁有最小系統(tǒng)的全部電路功能 ? 系統(tǒng)要有與電腦通信的串口模塊 ? 系統(tǒng)要擁有在線調(diào)試功能，在發(fā)生錯(cuò)誤的 時(shí)候能進(jìn)行調(diào)試 芯片的選型 根據(jù)以上要求可以列出 如表 51 所示 的全部芯片型號(hào)： 芯片名稱 所需數(shù)量 描述 STM32103VC 1 主控制器芯片 MAX3232 1 CMOS 電平轉(zhuǎn) RS232 電平 1 5V 電壓轉(zhuǎn) 電壓 晶振 2 32． 768kHz 和 8MHz 按鍵 3 一個(gè)復(fù)位，兩個(gè)功能按鍵 LED 燈 3 一個(gè)電源指示燈 表 51 選型器件 硬件模塊電路設(shè)計(jì) 主控芯片 STM32最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 主控芯片 STM32 最小系統(tǒng)電路包括電源 電路、復(fù)位電路、晶振電路和寫入電路。 首先在官網(wǎng) 1. 點(diǎn)擊 安裝包安裝，選擇安裝路徑 ，出現(xiàn)如圖 31所示的對(duì)話框 ： 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 3 軟件環(huán)境的構(gòu)建 13 圖 31 安裝初始化界面 2. 填寫用戶信息，輸入姓名、公司名和郵箱地址 ，安裝程序會(huì)彈出如圖 32 所示的對(duì)話框： 圖 32 用戶信息登錄界面 3. 安裝完成之后需要對(duì)軟件進(jìn)行破解，否則軟件無法編譯調(diào)試打大的文件程序。隨著新一代 CortexM3處理器的誕生，絕大部分的開發(fā)工具都很 “ 識(shí)趣 ” 地迅速進(jìn)行更新以支持 Thumb2指令集。 7 連接衛(wèi)星的數(shù)量，從 0 到 12。相對(duì)的，在串行通信中，傳輸速率用波特率表示。所以在進(jìn)行串口通信中要事先確定收發(fā)雙方的數(shù)據(jù)格式和波特率。 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 7 2 相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)概述 CortexM3 內(nèi)核芯片 本課題采用基于 CortexM3 依法半導(dǎo)體公司設(shè)計(jì)的芯片 STM32，該芯片擁有眾多先進(jìn)的外設(shè)： ? 復(fù)雜多變的 I/O端口 ? 功能強(qiáng)大的 DMA ? 先進(jìn)的高級(jí)定時(shí)器和通用定時(shí)器 ? 方便靈活的 I2C 接口 ? 速度極快的 FSMC STM32 的 GPI/O 功能強(qiáng)大，編程方便。 Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 1 緒論 5 1 緒論 課題背景 GPS 是的英文全名是 Navigation System Timing and Ranging/Global Position System，一般人們稱其為全球定位系統(tǒng)。可以說，現(xiàn)在人類的生活已經(jīng)離不開 GPS 了，人們居家生活需要使用 GPS定位服務(wù)來查找自己周邊的各種生活服務(wù)，自駕出游需要使用 GPS 進(jìn)行路線導(dǎo)航，生活?yuàn)蕵方挥岩矡o時(shí)無刻不用到 GPS 來確定自己此時(shí)此刻所在的位置。該系統(tǒng)由 24 顆在距離地球約二萬零二百千米高度的軌道上空的衛(wèi)星組成。其中每個(gè)端口的時(shí)鐘也可以進(jìn)行調(diào)節(jié)，這在低功耗領(lǐng)域極其有用。同步傳送時(shí)，無須起始位和停止位。 在一般實(shí)驗(yàn)中，串口通信最常用的波特率是： 9600bps 和 115200bps。 10 高度的單位， M 代表長度單位米。 一般情況下，建議選用芯片提供商所推薦的開發(fā)平臺(tái)。 圖 33 新建工程界面 下面一步是選擇硬件的型號(hào)，這個(gè)步驟很重要，每款硬件 都有區(qū)別，對(duì)應(yīng)的啟動(dòng)代碼也就不一樣， Keil 編譯器的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是不需要用戶編寫硬件的啟動(dòng)代碼，選擇硬件的型號(hào)之后就會(huì)自動(dòng)生成硬件的啟動(dòng)代碼，所以這一步不能夠選錯(cuò)，否則就會(huì)生成錯(cuò)誤的啟動(dòng)代碼，這樣硬件芯片就無法配置出正常的 c語言運(yùn)行環(huán)境，整個(gè)軟件系統(tǒng)也就無法正常工作，但往往這個(gè)錯(cuò)誤在程序中卻很難發(fā)現(xiàn)。圖 53 中在芯片的電源引腳和地引腳之間連接 5個(gè)濾波電容，用來濾除電源的毛刺。 NRST 引腳為復(fù)位引腳，平常都為高電平，在復(fù)位電路中，都會(huì)不斷監(jiān)測(cè) 3 號(hào)引腳的電壓值，當(dāng) 3 號(hào)引腳的電壓值低于 的時(shí)候， 2號(hào)引腳會(huì)產(chǎn)生低電平，以此來給主控芯片STM32 復(fù)位。通過這整個(gè)的設(shè)計(jì)過程，熟練的掌握了 PBC 的設(shè)計(jì)與制作過程。 ? GPS 接受設(shè)備通信模塊： 開始進(jìn)入等待狀態(tài)G P S 發(fā)送數(shù)據(jù)中斷系統(tǒng)激活接受數(shù)據(jù)并分析類型數(shù)據(jù)調(diào)用數(shù)據(jù)處理程序命令解析命令 ， 調(diào)用子程序子程序集合 圖 64 GPS 信號(hào)數(shù)據(jù)接受子程序 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 軟件設(shè)計(jì) 30 有圖 64分析可知， 該子程序負(fù)責(zé)接受來自 GPS 衛(wèi)星的定位數(shù)據(jù)信息，并使用 GPS 通信協(xié)議通過串口將接受到的數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送給主控制器，由主控制器完成最后的處理。提高了單片機(jī)的穩(wěn)定性，使單片機(jī)能夠應(yīng)付復(fù)雜多變的環(huán)境。 PCB繪制軟件 的安裝與使用 1 安裝 AD10 電路圖繪制軟件如圖 310： 圖 310 AD10 安裝界面 2 選擇文件讀取路徑 ，如圖 311： 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 3 軟件環(huán)境的構(gòu)建 20 圖 311 AD10 安裝目錄選擇界面 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 21 4 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 功能需求 系統(tǒng)主要要完成一下幾個(gè)功能： ? 驅(qū)動(dòng)液晶顯示屏顯示系統(tǒng)指定的信息 ? 能夠完成與電腦用戶應(yīng)用的數(shù)據(jù)通信和命令傳送 ? 能夠完成 GPS 數(shù)據(jù)的采集與解析 ? 在主控制器內(nèi)部能根據(jù)相應(yīng)的算法解析出來的數(shù)據(jù)算出兩個(gè) GPS 坐標(biāo)點(diǎn)之間的距離 系統(tǒng)的總體框架 主控制器液晶顯示器G P S 數(shù)據(jù)接受設(shè)備應(yīng)用程序按鍵功能模塊實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊L E D 燈顯示模塊串口協(xié)議通信驅(qū)動(dòng)協(xié)議顯示驅(qū)動(dòng)控制驅(qū)動(dòng)控制驅(qū)動(dòng)控制驅(qū)動(dòng)圖 41 硬件系統(tǒng)的組成框圖 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖 41所示， 系統(tǒng)的各個(gè)模塊由主控制器負(fù)責(zé)控制，首先由 GPS 接收器將接收到的數(shù)據(jù)傳輸給主控制器，主控制器根據(jù)用戶從按鍵，應(yīng)用處理輸入的命令對(duì)接受到的數(shù)據(jù)采取不同的處理方法，處理后的結(jié)果可以通過液晶顯示器直接呈現(xiàn)給用戶，也可以將結(jié)果通過串口發(fā)送給應(yīng)用程序，由應(yīng)用程序完成顯示部分的功能。 在本次課題中，使用 Keil 編譯環(huán)境。 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 3 軟件環(huán)境的構(gòu)建 12 3 軟件環(huán)境的構(gòu)建 編譯環(huán)境的安裝與使用 隨著時(shí)間的推移， ARM7 和 ARM9 內(nèi)核越來越深入微控制器領(lǐng)域，引來了許多的開發(fā)工具對(duì)這些 CPU 的支持，其中主要的開發(fā)編譯平臺(tái)有 GCC、 Greenhills、 Keil、 IAR 和 Tasking等。 6 定位成功標(biāo)志， 0=定位失敗， 1=定位成功。 ? 傳輸速率 在并行通信中，傳輸速率用每秒傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)表示，單位是： Bps。以串口通信為例，其數(shù)據(jù)格式包含一位起始位，若干金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 數(shù)據(jù)位，以為奇偶校驗(yàn)位，一到二位停止位，在串口通信中，通信速率和波特率是一個(gè)概念。并且很好地鍛煉了自己獨(dú)立閱讀外文資料的能力。GPS。 GPS 已經(jīng)不知不覺地融入到了我們生活的各個(gè)方面。地面上的 GPS 接受裝置或設(shè)備接收器設(shè)備接收來自 5 到 12 個(gè)衛(wèi)星的信號(hào)，并根據(jù)這些受到的信號(hào)計(jì)算出自己的精確位置、時(shí)間和速度。端口的最高時(shí)鐘不得高于 50MHz。在同步通信中，數(shù)據(jù)的傳送往往是以幀為單位，這個(gè)數(shù)據(jù)的長度依據(jù)傳輸數(shù)據(jù)的長度可大可小，在傳輸時(shí)只需在數(shù)據(jù)的頭部加上同步信號(hào)，這樣就大大增加了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男省? ? 在串行通信是將數(shù)據(jù)拆分，一位一位地 發(fā)送出去的。 11 大地相對(duì)海平面的高度（‐ 到 ）。但時(shí)至今日，每個(gè)開發(fā)平臺(tái)都有其長處，要在兩個(gè)開發(fā)平臺(tái)之間分出優(yōu)劣，恐怕要花費(fèi)大量的時(shí)間來討論，并且往往無疾而終。 本課題所用的到硬件是 ST 公司的招牌芯片 STM32F103VC，按 圖 34選擇正確的芯片型號(hào)： 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 3 軟件環(huán)境的構(gòu)