【文章內(nèi)容簡介】 對稱的指令格式。ARM/Thumb雙指令A(yù)RM微處理器同時(shí)支持ARM指令集和Thumb指令集。ARM指令集是32位的指令集，把一些常用的ARM指令壓縮成16位操作碼就得到了Thumb指令集。在執(zhí)行時(shí)，16位指令透明地實(shí)時(shí)解壓縮成為全32位ARM指令且沒有性能損失。雖然Thumb指令是16位長度，但其操作寄存器中全部為32位值，而且數(shù)據(jù)訪問和取指使用的也是全32位地址。Thumb指令集為ARM指令集的功能子集，可節(jié)省30％~40％以上的存儲空間，同時(shí)具備32位代碼的所有優(yōu)點(diǎn)。寄存器結(jié)構(gòu)ARM處理器共有37個(gè)寄存器，被分為若干個(gè)組(BANK)，包括31個(gè)通用寄存器和6個(gè)狀態(tài)寄存器，均為32位。ARM處理器支持7種處理器模式，且每一種模式下都有一組相應(yīng)的寄存器與之對應(yīng)。ARM處理器的7種處理器模式：用戶模式：執(zhí)行程序的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)模式；系統(tǒng)模式：操作系統(tǒng)的一種優(yōu)先級用戶模式；快速中斷：用來支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸或快速中斷處理；普通中斷：用來處理一般的中斷模式；管理模式：操作系統(tǒng)的保護(hù)模式；中止模式：當(dāng)取指令或數(shù)據(jù)發(fā)生中斷時(shí)；未定義模式：當(dāng)執(zhí)行一種未定義的指令時(shí)； mini2440概述mini2440是一款真正低價(jià)實(shí)用的ARM9開發(fā)板，是目前國內(nèi)性價(jià)比最高的一款學(xué)習(xí)板。它采用Samsung S3C2440為微處理器，并采用專業(yè)穩(wěn)定的CPU內(nèi)核電源芯片和復(fù)位芯片來保證系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性。 mini2440開發(fā)板硬件資源CPU處理器：Samsung S3C2440A，主頻400MHz，最高533MHz；SDRAM內(nèi)存：在板64M SDRAM，32bit數(shù)據(jù)總線，SDRAM時(shí)鐘頻率高達(dá)100MHz；FLASH存儲：在板256M/1GB Nand Flash, 掉電非易失(用戶可定制64M/128M/256M/512M/1G)，在板2M Nor Flash，掉電非易失，已經(jīng)安裝BIOS；LCD顯示：板上集成4線電阻式觸摸屏接口，可以直接連接四線電阻觸摸屏；支持黑白、4級灰度、16級灰度、256色、4096色STN液晶屏，屏幕分辨率可以達(dá)到1024768象素；支持黑白、4級灰度、16級灰度、256色、64K色、真彩色TFT液晶屏，屏幕分辨率可以達(dá)到1024768象素；，分別率240320，帶觸摸屏；接口和資源：1個(gè)100M以太網(wǎng)RJ45接口(采用DM9000網(wǎng)絡(luò)芯片)；3個(gè)串行口；1個(gè)USB Host；1個(gè)USB Slave B 型接口；1個(gè)SD卡存儲接口；1路立體聲音頻輸出接口，1路麥克風(fēng)接口；；4 USER Leds；6 USER buttons(帶引出座)；1個(gè)PWM 控制蜂鳴器；1個(gè)可調(diào)電阻，用于模數(shù)轉(zhuǎn)換測試；1個(gè)I2C總線AT24C08芯片，用于I2C總線測試；；板載實(shí)時(shí)時(shí)鐘電池；電源接口(5V)，帶電源開關(guān)和指示燈；系統(tǒng)時(shí)鐘源：12M無源晶振；實(shí)時(shí)時(shí)鐘：內(nèi)部實(shí)時(shí)時(shí)鐘（帶后備鋰電池）；擴(kuò)展接口：1個(gè)34 pin GPIO接口；1個(gè)40 pin ；規(guī)格尺寸：100100(mm)；操作系統(tǒng)支持：++(獨(dú)創(chuàng)雙圖形系統(tǒng)共存，無縫切換)；Windows CE； mini2440串口圖為實(shí)現(xiàn)GPS無線定位終端，本設(shè)計(jì)將GR87接收模塊用定制的串口線連接在ARM開發(fā)板mini2440的CON3串口。mini2440串行口如圖3所示：圖3 mini2440串口圖 ARM板與GPS模塊接口電路ARM板與GPS GR87接收模塊接口電路圖如圖4所示：圖4 ARM板與GPS模塊接口電路(三) 本章小結(jié)本論文所實(shí)現(xiàn)的GPS無線定位終端系統(tǒng)的主要硬件部分包括：mini24GR87接收機(jī)模塊以及電源部分,本章主要詳細(xì)介紹了GR87接收模塊和mini2440的硬件資源，對GPS無線定位終端的硬件進(jìn)行了解。其中，mini2440是整個(gè)系統(tǒng)的中心控制單元。四、 GPS通信協(xié)議和終端控制程序(一) GPS通信協(xié)議 NMEA0183協(xié)議簡介NMEA協(xié)議是為了在不同的GPS導(dǎo)航設(shè)備中建立統(tǒng)一的BTCM（海事無線電技術(shù)委員會）標(biāo)準(zhǔn)，是由美國國家海洋電子協(xié)會NMEA（The National Marine Electronics Association）制定的一套通訊協(xié)議。 GPS接收機(jī)根據(jù)NMEA0183協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，將位置、速度等信息通過串口傳送到PC機(jī)、PDA等設(shè)備。該協(xié)議定義了在波特率為4800的串口數(shù)據(jù)總線上傳輸?shù)碾娖餍盘栃枨蟆?shù)據(jù)傳輸協(xié)議和時(shí)間,以及詳細(xì)的句型格式，NMEA0183標(biāo)準(zhǔn)語句詳見附錄一。NMEA0183協(xié)議是GPS接收機(jī)應(yīng)當(dāng)遵守的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，也是目前GPS接收機(jī)上使用最廣泛的協(xié)議，大多數(shù)常見的GPS接收機(jī)、GPS數(shù)據(jù)處理軟件、導(dǎo)航軟件都遵守或者至少兼容這個(gè)協(xié)議。NMEA0183協(xié)議解析模塊是導(dǎo)航系統(tǒng)中重要的軟件模塊，該模塊的健壯性和高效性直接關(guān)系到整個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)的性能。本系統(tǒng)通過軟件控制GPS接收機(jī)輸出的NMEA格式的信息，在對導(dǎo)航定位參數(shù)進(jìn)行編輯、計(jì)算、處理后，得到各種移動體的位置、速度、精確時(shí)間等信息，并對它們實(shí)施管理。輸出數(shù)據(jù)是GPS接收機(jī)向用戶發(fā)送的定位信息，這正是我們所需要的。實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)需要選定不同的輸出語句。GPS接收機(jī)的輸出語句均按串行通信協(xié)議的格式定義。波特率：4800~19200位/秒；數(shù)據(jù)位：8位；校驗(yàn)位：無；停止位：1位；起始位：1位?？梢愿鶕?jù)需要選擇波特率。其輸出語句采用的是ASCII字符碼，輸出語句達(dá)十多種，包括GGA, GSA, GSV, RMC, RMT,VTG等。這些定位數(shù)據(jù)語句不僅給出了位置、速度、時(shí)間等信息，而且指出當(dāng)?shù)氐男l(wèi)星接收情況。NMEA0183定義了多個(gè)語句格式，每條語句含有不同類型的信息，雖然內(nèi)容不相同，但語句結(jié)構(gòu)是類似的。每條語句格式如下： $xxxxx, C，…，C，*hhCRLF其中GGA定位數(shù)據(jù)語句是最常用的，其結(jié)構(gòu)詳見表2：表2 GGA定位數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)區(qū)域名稱說明例單位1信息IDGGA協(xié)議開始$GPGGA2UTC時(shí)間hh mm ss0337443緯度4南/北指示N=north ； S=southN5經(jīng)度6東/西半球指示E=east ； W=westE7定位指示0 =未定位；1=無差分定位信息；2=帶差分定位信息18使用衛(wèi)星號0012109HDOP精度百分比10海拔高度米11海拔高度單位M米12無效位13無效位14差分GPS信息本模塊中不用15差分工作站ID本模塊中不用16校驗(yàn)位*1F17結(jié)束符CRLF 波特率的設(shè)置傳輸長度=傳輸總字符數(shù)/每秒傳輸數(shù)（見表3），缺省波特率為4800。表3 傳輸長度表波特率每秒傳輸數(shù)語句最大字符1200120GPGGA722400240GPGSA654800480GPGSV2109600960GPRMC70(一)(二)(三)(四)(二) 系統(tǒng)終端控制程序簡介系統(tǒng)上電復(fù)位后，首先自檢、初始化，然后進(jìn)行狀態(tài)顯示，并不斷地掃描。在此過程中，mini2440收到GPS定位數(shù)據(jù)就產(chǎn)生串口中斷，進(jìn)行處理。這樣，程序按功能可分為主控程序、初始化程序、GPS定位數(shù)據(jù)接和解析幾個(gè)模塊。 系統(tǒng)主控制程序系統(tǒng)主控程序是一個(gè)無限循環(huán)體。先判斷是否需要更新顯示，若需要，則更新顯示；若不需要，則返回。系統(tǒng)主控程序流程圖如圖5所示：圖5 系統(tǒng)主控程序流程圖對程序代碼中用到的變量的申明：unsigned char data[200],buffer[200],buf[200]； 初始化模塊在系統(tǒng)初始化過程中，主要涉及看門狗定時(shí)器和基礎(chǔ)時(shí)鐘配置兩個(gè)模塊。對系統(tǒng)的初始化程序流程圖如圖6所示：圖6 系統(tǒng)初始化流程圖 定位數(shù)據(jù)的接收GPS數(shù)據(jù)接收模塊的主要功能是通過目標(biāo)板的串口讀取GPS接收機(jī)從串口輸出的GPS數(shù)據(jù)，然后按照GPS接收機(jī)給定的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行解析。本車載導(dǎo)航系統(tǒng)選用HOLUX GR87 GPS接收模塊，支持NMEA0183標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，默認(rèn)的有GGA、GSA、GSV、RMC協(xié)議。在本系統(tǒng)中GPS