【導讀】為汽車工業(yè)發(fā)展的必然要求。隨著嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡化、智能化趨勢和半導。體王藝的進步，嵌入式處理器的性能大幅提高，其應用領域也越來越廣泛。智能車載終端成為可能。無線數(shù)據(jù)傳輸技術的快速發(fā)展給相關產(chǎn)業(yè)和領域的。發(fā)展帶來了極大的機遇，尤其是對數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)方面的應用。本，提高了系統(tǒng)的設計與運行效率。包括硬件平臺的設計、操作系統(tǒng)定制移植、軟件開發(fā)平臺的選擇和應。接口、USART接口等外圍接口的詳細設計。軟件平靜主要包括GPS信息的。采集與解析，GPRS與監(jiān)控中心的通訊，發(fā)短信，LCD顯示等程序。最后對所做工作做了總結，對系統(tǒng)今后研究方向做了展望。為方便的服務和更好的地圖視覺效果。以后一定繼續(xù)完善車輛定位系統(tǒng)的功。能以滿足未來發(fā)展的需要。

　　

【正文】 S232C 的接口連接。使用 2 線制串口時推薦使用 MAX3232 芯片，模塊的 /RXD 通過 MAX3232 芯片轉換后接 DTE 設備的 RXD 管腳； DTE 設備的 TXD 通過 MAX3232 芯片轉換后接模塊的 /TXD 管腳。使用 8 線串口時，使用 SP3238或 MAX3238 等芯片。 網(wǎng)絡狀態(tài)指示 EM310 GSM 模塊在接到短信息時， RING 管腳會輸出 150ms 低電平，波形如圖 32 所示； 1 5 0 m s 圖 32 收到短消息指示 EM310 GSM 模塊在接到語音呼叫時， RING 管腳會輸出 1s 低電平 4s 高電平，周期變化。波形如 圖 33 所示： 1 s 1 s 1 s4 s4 s 圖 33 收到語音呼叫指示 燕山大學本科生畢業(yè)設計（論文） 22 RING 管腳驅動 LED 燈時， 需要根據(jù) LED 的壓降和額定電流選擇合適的限流電阻， 將 RING 管腳經(jīng)過一個反向器，電路如圖 34 所示。 Q1470RR21LED3GNDVCC_4V1KR23RING 圖 34 RING 管腳驅動 lED 電路 SIM 卡接口 EM310 GSM 模塊基帶處理器集成了符合 ISO 78163 標準的 SIM 卡接口，通過 PCB 走線連接到模塊 B2B 連接器上，為外部 SIM 卡座提供SIM 卡接口信號。 EM310 GSM 模塊支持并能夠自動檢測 和 SIM 卡， SIM 卡接口定義如表 31 所示。 表 31 SIM 卡接口定義表 管腳號 信號名 描述 1 SIMCLK SIM 卡時鐘 2 SIMVCC SIM 卡電源 3 SIMIO SIM 卡數(shù)據(jù) 4 SIMRST SIM 卡復位 6 SIMGND SIM 卡地 為了滿足 3GPPTS 協(xié)議及 EMC 認證的要求，建議 SIM 卡座應該距離模塊接口較近的位置避免因走線過長，使波形嚴重變形，從而影響信號的通信。 SIMCLK 和 SIMIO 信號的走線 需要用地線包絡。 EM310 GSM 模塊 SIM 卡接口 ESD 防護電路如下圖 35 所示 ， 其中圖中的 TVS(瞬態(tài)電壓抑制二極管 )要盡量靠近 SIM 卡座放置， 第 3 章 系統(tǒng)硬件設計與開發(fā) 23 15234SIMCLKSIMVCCSIMIOSIMRSTTVS 保護 圖 35 SIM 卡接口 ESD 防護電路 音頻接口 EM310 模塊提供兩路模擬音頻輸入輸出接口。兩路音頻輸出均可驅動 32 歐姆 阻抗的 受話 器，如需驅動 8 歐姆 阻抗的揚聲器，需要另外增加音頻功放電路。管腳定義如表 32 所示： 表 32 音頻接口定義表 管腳號 信號名 I/O 描述 49 EARP O 第一路音頻輸出信號正端 50 EARN O 第一路音頻輸出信號負端 45 MIC1P I 第一路音頻輸入信號正端 46 MIC1N I 第一路音頻輸入信號負端 48 SPKP O 第二路音頻輸出信號正端 47 SPKN O 第二路音頻輸出信號負端 43 MIC2 I 第二路音頻輸入信號，單端 44 MICBIAS P 第二路 MIC 的偏置電壓 (1) 第一路音頻接口 第一路音頻輸入輸出通道 (MICP、 MICN； EARP、 EARN)，全部為差分信號， PCB 布線時必須滿足差分信號走線要求，并且走線要 盡可能短，避免射頻信號對音頻產(chǎn)生干擾。如果僅使用一路音頻通道的情況下，建議使用第一路音頻通道。電容要盡可能的靠近音頻連接器放置，避免靜電放電對音頻通路造成損壞。 電路如圖 36 所示 (2) 第二路音頻接口 第二路音頻輸入輸出通道 (MIC MICBIAS、 SPKP、 SPKN)，其中輸出通路為差分信號，輸入通路為單端信號。電容要盡可能的靠近音頻連接器燕山大學本科生畢業(yè)設計（論文） 24 放置，避免靜電放電對音頻通路造成損壞。對于差分信號，需要平行等距離的進行 PCB 走線，走線長度盡量最短，兩邊濾波電路盡量對稱，兩差分信號間盡量靠近，外加包 地處理，輸出音頻差分對信號與輸入音頻差分對信號通過地的方式有效隔開，同時需要遠離電源、射頻和天線等電路。電路如圖 37 所示。 MIC1LS133pC1233pC1033pC1133pC1833pC1533pC17GNDGNDMIC1_PMIC1_NEAR_PEAR_N 圖 36 第一路音頻接口電路圖 LS233pC2433pC2133pC23GNDMIC233pC351nC34C33GNDMIC2MICBIASSPK_NSPK_P220RR19R20GND 圖 37 第二路音頻接口電路圖 第 3 章 系統(tǒng)硬件設計與開發(fā) 25 電源接口 EM310 GSM 模塊正常工作需要外部提供供電電源 VBAT 和實時時鐘備用電源 VDDRTC。 EM310 GSM 模塊電源接口管腳定義如表 33 所示： 表 33 電源接口示意圖 管腳號 信號名 I/O 描述 參數(shù) 26～ 30 VBAT P 電源 ～ ，當模塊以 最大功率發(fā)射時，電源供電電流將達到瞬時 左右， VBAT 電壓將會有跌落，但必須保證供電電壓最小值不能低于 。 21～ 25 GND 地 0V 18 VDDRTC P 實時時鐘 (RTC) 備用電源輸入 ～ 5V (1) VBAT 接口 EM310 GSM 模塊需要外部提供供電電源，供電電源電壓輸入范圍為 ～ （典型值 ），外部電源通過 B2B 連接器的 VBAT 管腳為模塊供電。 50PIN B2B 連接器為外部供電電源輸入提供 5 個 VBAT 管腳和 5 個 GND 管腳，模塊在使用時，務必保證全部管腳都得到有效使用。 當模塊以最大功率發(fā)射時，電源供電電流將達到瞬時 左右， VBAT 電壓將會有跌落，但必須保證供電電壓最小值不能低于 。要求外部電源能夠提供 GSM 以最大發(fā)射功率發(fā)射時所需的電流。推薦使用輸出電流大于 2A 的 LDO 或開關電源。并且在模塊的電源端口處并聯(lián)一個 1mF 以上的蓄能電容，推薦添加 以上的電解電容。 (2) VDDRTC 接口 VDDRTC 是 EM310 GSM 模塊內部實時時鐘備用電源輸入接口。當 VBAT 在位時，實時時鐘可以通過 VBAT 供電；當 VBAT 不在位時，VDDRTC 為實時時鐘提供備用電源。 VDDRTC 可以使用電池供電（可充電或不可充電），電池電壓范圍是 ～ 5V。如果不使用電池，也可以外接電容，電容的容值大小決定了在 VBAT 不在位時實時時鐘的持續(xù)時間。 USB 總線接口 EM310 GSM 模塊 USB 接口用于升級模塊程序、調試軟件時使用， 及進行模塊的 2 次開發(fā)。 USB 接口定義如表 34 所示： 燕山大學本科生畢業(yè)設計（論文） 26 表 34 USB 接口定義 管腳號 信號名 I/O 描述 8 GND P 地 9 USB_D I/O USB 數(shù)據(jù)線 10 USB_D+ I/O USB 數(shù)據(jù)線 11 VBUS P USB 電源 GPRS 模塊整體電路 GPRS 模塊：針對所選用的 GPRS 模塊設計相應的電路， GPRS 模塊通過串口與 STM32 處理器的 USART 2 相連，通過 SPI 接口與 SIM 卡相連，并把 GPRS 模塊的語音接口連出來，組成一個功能齊全的電路； 主框圖電路如圖 38 所示： EM310 無線 GPRS 單元SIMCLKSIMIOSIMRSTLPGEM310IGT104C13104C16330RR15104C14MIC2SIMGNDMICBIASMIC1_PMIC1_NSPK_NSPK_PEAR_PEAR_NSIMVCCEM310Batt+26Batt+27Batt+28Batt+29Batt+30GND21GND22GND8GND23GND24NC5SIM_RST4SIM_DATA3SIM_CLK1SIM_VCC2SIM_GND6NC7USB_D9USB_D+10VBUS11NC12LPG13NC14/RXD15NC16/TXD17VDD_RTC18NC19NC20GND25VDD_IO31/RING32/DSR33/RTS34/DTR35NC36/CTS37NC38/DCD39DTU_RST40/IGT41GND42MICN1(MIC2)43MICP1(MICBIAS)44MICP2(MIC1_P)45MICN2(MIC1_N)46EPN1(SPK_N)47EPP1(SPK_P)48EPP2(EAR_P)49EPN2(EAR_N)50EM310ANTU3U2TXU2RXE1AntennaBT1BatteryGNDVCC_4VRINGGNDGNDGNDGND 圖 38 主框圖電路 GPS 模塊硬件設計 GPS 模塊采用韓國 GSTAR GS92MJ 模塊 ， 韓國 GSTAR GS92MJ 是第 3 章 系統(tǒng)硬件設計與開發(fā) 27 一個高效能、低耗電的智能型衛(wèi)星接收模塊或稱做衛(wèi)星接收引擎 。 GPS 模塊結構框圖 GSTAR GS92MJ 模塊 采用臺灣聯(lián)發(fā)科技股份有限公司所設計的 高靈敏度、低耗電量 單芯片 MT3329F 衛(wèi)星定位接收芯片， 內建 ARM7TDMI CPU可符合客制需求具備快速定位及追蹤 32 顆衛(wèi)星的能力，芯片內建 200,000個衛(wèi)星追蹤運算器， WASS/EGNOS 解調器，大幅提高搜尋及運算衛(wèi)星訊號能力，低耗電量 ,具備有省電模式（ TricklePower）功能，以及在設定的 時間才啟動的定時定位（ Push–to–Fix）功能，主要應用在：車用導航、航海導航、艦隊管理、基地服務、自動駕駛、個人導航、旅游設備、軌跡設備、系統(tǒng)及繪圖應用程序等領域。 是一個完整的衛(wèi)星定位接收器具備全方位功能，能滿足專業(yè)定位的嚴格要求與個人消費需求 [12]。 GS92MJ 模塊結構框圖如 圖39 所示。 L N AS W AF i l t e rM T 3 3 1 8 F B a c k u pR e g u l a t o rR T C X T a l R e s e t C i r c u i tT C X O M a i n R e g u l a t o r 圖 39 GS92MJ 模塊結構框圖 產(chǎn)品規(guī)格 : 接收碼 : L1， C/A 碼 更新速率 : 1HZ 芯片內建 200,000 個衛(wèi)星追蹤運算器 運算程 序： ARM7/TDMI 處理速度： 49 MHZ 內建閃存 ： 4Mb 最低追蹤信號感度： 164dBm 燕山大學本科生畢業(yè)設計（論文） 28 定位精度 位置： 10 米圓周誤差（ CEP） 支持通訊協(xié)議： NMEA0183 版本規(guī)格輸出 工作電壓： 操作電流：低于 30mA (無天線 ) GPS 模塊設計 針對所選用的 GPS 模塊設計相應的電路， GPS 模塊通過串口與 STM32的 USART 3 相連，完成定位信息的傳輸；通過在 GPIO1 引腳外接一個 LED發(fā)光二極管，來指示 GPS 模塊的工作狀態(tài)。 GPS 模塊整體電路如圖 310 所示 。 104C32D8104C2939nHL2105C31LED41KR22GPS模塊TXD3RXD3布線需盡量靠近天線RTIN1GND2GND3GND4VRTC5GND6BOOT7GND8GND9GND10VDD11GND12RESET13GND14GND15V2816GND17PEN18