【導(dǎo)讀】師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加。而使用過的材料。均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文。不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位。印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于萬字。有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程?？?、航天、航海導(dǎo)航/制導(dǎo)以及地面交通等場合。本課題主要是在深入學(xué)習(xí)GPS系統(tǒng)原理

　　

【正文】 及外圍電路 TC35 是 西門子 公司推出的新一代無線通信 GSM 模塊， 主 要由 GSM 基帶處理器、 GSM 射頻模塊、供電模塊 (ASIC)、閃存、 ZIF 連接器、天線接口六部分組成。 TC35 模塊可 以快速安全可靠地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)方案中的數(shù)據(jù)、語音傳輸、短消息服務(wù) (Short Message Service)和傳真。 本系統(tǒng)只使用短消息收發(fā)功能。因此只使用TC35 的數(shù)據(jù)輸入，輸出接口。需要注意的是 TC35 是作為數(shù)據(jù)通訊設(shè)備 (DCE)來連接的，而不是像一般調(diào)制解調(diào)器作為數(shù)據(jù)終端設(shè)備 (DTE)進(jìn)行連接。 TC35：西門子公司的 TC35 是一款雙頻 900/1800MHZ 高度集成的 GSM模塊。在 GSM 網(wǎng)絡(luò)日臻完善的今天， TC35 秉承了西門子一貫的優(yōu)秀品質(zhì)，它易于集成，使用它您可以在較短的時(shí)間內(nèi)花費(fèi)較少的成本開發(fā)出新穎的產(chǎn) 品。在遠(yuǎn)程監(jiān)控和無線公話以及無線 POS 終端等領(lǐng)域您都能看到 TC35無線模塊在發(fā)揮作用，使用它是您產(chǎn)品質(zhì)量和性能的保證。在可以預(yù)見的將來，這些產(chǎn)品可以很容易向 GPRS 領(lǐng)域過度，您將會(huì)發(fā)現(xiàn)花費(fèi)較少的成本就能享受到 GPRS 技術(shù)帶給您的方便快捷。 西門子無線產(chǎn)品將會(huì)以杰出的性能為您提供周到的技術(shù)支持。 TC35 模塊性能指標(biāo) 及其 特性說明 如下 ： 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 信息傳送內(nèi)容：語音和數(shù)據(jù) ； 電源：單電源 ； 頻段：雙頻 GSM900MHz 和 DCS1800MHz（ Phase 2+） ； 發(fā)射功率： 2W(GSM900MHz Class4) 1W（ DCS1800MHz Class 1） ； SIM 卡連接方式：外接 ； 天線：由天線連接器連接外部天線 ； 溫度范圍：工作溫度 20176。C to+55C， 存儲(chǔ)溫度 30176。Cto+85176。C； 工作電流損耗 ： 通話模式 : 300mA (典型值 )； 空閑模式 : (最大值 )； 省電模式 : 100μA (最大值 )； 語音解碼標(biāo)準(zhǔn) ； 三種速率： 半速 (ETS ) 全速 (ETS ) 增強(qiáng)型全速 (ETS )； 短信息： MT, MO, CB 和 PDU 模式 ； 外型尺寸： x 36 x ； 音頻接口：模擬信號(hào)（ 麥克風(fēng) ，耳麥，免提手柄） ； 通訊接口： RS232（指令和數(shù)據(jù)的雙向傳送） ； SIM 卡操作電壓： 3V/； 電話薄功能： 存儲(chǔ)于 SIM 卡中 ； 模塊復(fù)位： 采用 AT 指令或掉電復(fù)位 ； 串口通訊波特率： 300bps...115kbps； 自動(dòng)波特率范圍； ...115kbps； 軟件下載功能 (improved； service and maintenance) ：通過 RS232 或 SIM 接口 ； 實(shí)時(shí)時(shí)鐘： 可實(shí)現(xiàn)（時(shí)鐘頻率 ） ； 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 定時(shí)器功能： 可用 AT 命令編程 。 圖 GSM 接口及外圍電路 如圖 所示， TC35 的 RXD1 對(duì)應(yīng)單片機(jī)的 RXD1,TC35 的 TXD1 對(duì)應(yīng)單片機(jī)的 TXD1。系統(tǒng)加電后，為使 TC35 進(jìn)人工作狀態(tài)。必 須給 IGT 加一延時(shí)大于100 ms 的低電平信號(hào)，且該信號(hào)下降沿時(shí)間小于 1 ms。啟動(dòng)后 IGT 應(yīng)保持高電平 ( V)。驅(qū)動(dòng) IGT 時(shí) TC35 的供電電壓不能低于 3． 3V，否則 TC35 不能被激活。 TC35 的數(shù)據(jù)輸入／輸出接口實(shí)際上是一個(gè)串行異步收發(fā)器，符合ITU—RS232 接口標(biāo)準(zhǔn)。它有固定的參數(shù)： 8 位數(shù)據(jù)位和 l 位停止位，無校驗(yàn)位，波特率為 300 b／ s~115 kb／ s 可選。 ZIF 連接器給 SIM 卡接口提供 6 針，其中所添加的 CCIN 引腳用 來檢測 SIM 卡支架中是否插有 SIM 卡。當(dāng)插入 SIM 卡，該引腳置為高電平， 系統(tǒng)方可進(jìn)入正常工作狀態(tài) 。連接器的 SYNC 腳控制燈的狀 態(tài) ，以此判斷 TC35 的工作狀態(tài)。 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 LCD1602 液晶顯示電路 液晶顯示模塊由于具有體積小、功耗低、超薄輕巧等優(yōu)點(diǎn)，在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。本文所采用的 LCD1602 是工業(yè)字符型液晶顯示模塊， 能夠同時(shí)顯示 16x02 即 32 個(gè)字符（ 16 列 2 行） 。 1602 液晶也叫 1602 字符型液晶它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣型液晶模塊它有若干個(gè) 5X7 或者 5X11 等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符。每位之間有一個(gè)點(diǎn) 距的間隔每行之間也有間隔起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱怂运荒茱@示圖形 。 采用標(biāo)準(zhǔn)的 16 腳接口，其中： 第 1～ 2 腳： VSS 為電源地； VDD 接 5V 電源正極； 第 3 腳： VO 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高； 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平 1 時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平 0 時(shí)選擇指令寄存器； 第 5 腳： RW 為讀寫信號(hào)線，高電平 (1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平 (0)時(shí)進(jìn)行寫操作； 第 6 腳： E(或 EN)端為使能 (enable)端； 第 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)端； 第 15～ 16 腳：空腳或背燈電源。 15 腳背光正極， 16 腳背光負(fù)極。 的特性有： +5V 電壓，對(duì)比度可調(diào)； 內(nèi)含復(fù)位電路； 提供各種控制命令 ,如：清屏、字符閃爍、光標(biāo)閃爍、顯示移位等多種功能； 有 80 字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 DDRAM； 內(nèi)建有 192 個(gè) 5X7 點(diǎn)陣的字型的字符發(fā)生器 CGROM； 8 個(gè)可由用戶自定義的 5X7 的字符發(fā)生器 CGRAM。 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 圖 LCD1602 接口電路 字符型 LCD1602 與單片機(jī) W77E58 的數(shù)據(jù)連 線接口電路如圖 所示，圖中，單片機(jī)接口 P0 口直接與液晶模塊的數(shù)據(jù)口相接， W77E58 的 口用于控制 RS 寄存器選擇， 口用于控制 R/W 讀寫選擇， 口則用來控制 E 使能信號(hào)，這樣的設(shè)計(jì)讓接口連接簡單化，也便于編程。 系統(tǒng)調(diào)試正確后， LCD 將直觀顯示出觀測點(diǎn)所在經(jīng)度，緯度及時(shí)間三種定位信息。 穩(wěn)壓電源電路 LM7805 為 3 端正穩(wěn)壓電路 ,TO220 封裝，能提供多種固定的輸出電壓，應(yīng)用范圍廣。內(nèi)含過流、過熱和過載保護(hù)電路。帶散熱片時(shí)，輸出電流可達(dá) 1A。雖然是固定穩(wěn)壓電路，但使用外接元 件，可獲得不同的電壓和電流。 其主要特點(diǎn)如下： 1）輸出電流可達(dá) 1A 2）輸出電壓有： 5V 3) 內(nèi)部有過熱保護(hù) 4）內(nèi)部有短路限流電路 5）輸出晶體管安全范圍補(bǔ)償 6）極限參數(shù)（ Ta=25℃ ） VI——輸入電壓 (VO=5~18V) 35V 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 RθJC——熱阻（結(jié)到殼） 5℃ /W RθJA——熱阻（結(jié)到空氣） 65℃ /W TOPR——工作結(jié)溫范圍 0~125℃ 如圖 所示電路為輸出電壓 +5V， + 的 穩(wěn)壓電源。它由橋式整流電路D1～ D4，濾波電容 C C10，防止自激電容 C C11 和一只固定式三端穩(wěn)壓器(7805)極為簡捷方便地搭成的。 圖 LM805 穩(wěn)壓電源電路圖 220V 交流市電通過電源變壓器變換成交流低壓，再經(jīng)過橋式整流電路 D1～D4 和濾波電容 C8 的整流和濾波，在固定式三端穩(wěn)壓器 LM7805 的 Vin 和 GND兩端形成一個(gè)并不十分穩(wěn)定的直流電壓 (該電壓常常會(huì)因?yàn)槭须婋妷旱牟▌?dòng)或負(fù)載的變化等原因而發(fā)生變化 )。此直流電壓經(jīng)過 LM7805 的穩(wěn)壓和 C10 的濾波便在穩(wěn)壓電源的輸出端產(chǎn)生了精度高、穩(wěn)定 度好的直流輸出電壓。本穩(wěn)壓電源可作為 TTL 電路或單片機(jī)電路的電源。而在用電阻進(jìn)行分壓后得到 穩(wěn)定電壓，可用于對(duì) TC35 模塊進(jìn)行供電。三端穩(wěn)壓器是一種標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的通用線性穩(wěn)壓電源集成電路，以其體積小、成本低、性能好、工作可靠性高、使用簡捷方便等特點(diǎn)，成為目前穩(wěn)壓電源中應(yīng)用最為廣泛的一種單片式集成穩(wěn)壓器件 。4 PCB 板設(shè)計(jì) 20 4 PCB 板 的 設(shè)計(jì) PCB 布線 在 PCB 設(shè)計(jì)中，布線是完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要步驟，可以說前面的準(zhǔn)備工作都是為它而做的， 在整個(gè) PCB 中，以布線的設(shè)計(jì)過程限定最高，技巧最細(xì)、工作量最大。 PCB 布線有單面布線、 雙面布線及多層布線。布線的方式也有兩種：自動(dòng)布線及交互式布線，在自動(dòng)布線之前， 可以用交互式預(yù)先對(duì)要求比較嚴(yán)格的線進(jìn)行布線，輸入端與輸出端的邊線應(yīng)避免相鄰平行， 以免產(chǎn)生反射干擾。必要時(shí)應(yīng)加地線隔離，兩相鄰層的布線要互相垂直，平行容易產(chǎn)生寄生耦合。自動(dòng)布線的布通率，依賴于良好的布局，布線規(guī)則可以預(yù)先設(shè)定， 包括走線的彎曲次數(shù)、導(dǎo)通孔的數(shù)目、步進(jìn)的數(shù)目等。一般先進(jìn)行探索式布經(jīng)線，快速地把短線連通， 然后進(jìn)行迷宮式布線，先把要布的連線進(jìn)行全局的布線路徑優(yōu)化，它可以根據(jù)需要斷開已布的線。 并試著 重新再布線，以改進(jìn)總體效果。 對(duì)目前高密度的 PCB 設(shè)計(jì)已感覺到貫通孔不太適應(yīng)了， 它浪費(fèi)了許多寶貴的布線通道，為解決這一矛盾，出現(xiàn)了盲孔和埋孔技術(shù)，它不僅完成了導(dǎo)通孔的作用， 還省出許多布線通道使布線過程完成得更加方便，更加流暢，更為完善，PCB 板的設(shè)計(jì)過程是一個(gè)復(fù)雜而又簡單的過程，要想很好地掌握它，還需廣大電子工程設(shè)計(jì)人員去自已體會(huì)， 才能得到其中的真諦。 電源、地線的處理 a. 既使在整個(gè) PCB 板中的布線完成得都很好，但由于電源、 地線的考慮不周到而引起的干擾，會(huì)使產(chǎn)品的性能下 降，有時(shí)甚至影響到產(chǎn)品的成功率。所以對(duì)電、 地線的布線要認(rèn)真對(duì)待，把電、地線所產(chǎn)生的噪音干擾降到最低限度，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量。對(duì)每個(gè)從事電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工程人員來說都明白地線與電源線之間噪音所產(chǎn)生的原因， 現(xiàn)只對(duì)降低式抑制噪音作以表述：眾所周知的是在電源、地線之間加上去耦電容；西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 b. 盡量加寬電源、地線寬度，最好是地線比電源線寬，它們的關(guān)系是：地線＞電源線＞信號(hào)線，通常信號(hào)線寬為： ～ ,最經(jīng)細(xì)寬度可達(dá) ～,電源線為 ～ mm , [對(duì)數(shù)字電路的 PCB 可用寬的地導(dǎo)線組成一 個(gè)回路 , 即構(gòu)成一個(gè)地網(wǎng)來使用 (模擬電路的地不能這樣使用 ) ； c. 用大面積銅層作地線用 ,在印制板上把沒被用上的地方都與地相連接作為地線用?；蚴亲龀啥鄬影澹娫矗鼐€各占用一層。 數(shù)字電路與模擬電路的共地處理 現(xiàn)在有許多 PCB 不再是單一功能電路（數(shù)字或模擬電路），而是由數(shù)字電路和模擬電路混合構(gòu)成的。因此在布線時(shí)就需要考慮它們之間互相干擾問題，特別是地線上的噪音干擾。 數(shù)字電路的頻率高，模擬電路的敏感度強(qiáng)，對(duì)信號(hào)線來說，高頻的信號(hào)線盡可能遠(yuǎn)離敏感的模擬電路器件，對(duì)地線來說，整人 PCB 對(duì)外界只有 一個(gè)結(jié)點(diǎn)，所以必須在 PCB 內(nèi)部進(jìn)行處理數(shù)、模共地的問題，而在板內(nèi)部數(shù)字地和模擬地實(shí)際上是分開的它們之間互不相連，只是在 PCB 與外界連接的接口處（如插頭等）。數(shù)字地與模擬地有一點(diǎn)短接，請(qǐng)注意，只有一個(gè)連接點(diǎn)。也有在 PCB 上不共地的，這由系統(tǒng)設(shè)計(jì)來決定。 信號(hào)線布在電（地）層上 ,在多層印制板布線時(shí)，由于在信號(hào)線層沒有布完的線剩下已經(jīng)不多，再多加層數(shù)就會(huì)造成浪費(fèi)也會(huì)給生產(chǎn)增加一定的工作量，成本也相應(yīng)增加了，為解決這個(gè)矛盾，可以考慮在電（地）層上進(jìn)行布線。首先應(yīng)考慮用電源層，其次才是地層。因?yàn)樽詈檬潜Ａ舻貙拥耐暾?性。 大面積導(dǎo)體中連接腿的處理 在大面積的接地（電）中，常用元器件的腿與其連接，對(duì)連接腿的處理需要進(jìn)行綜合的考慮，就電氣性能而言，元件腿的焊盤與銅面滿接為好，但對(duì)元件的焊接裝配就存在一些不良隱患如： a. 焊接需要大功率加熱器 ； b. 容易造成虛焊點(diǎn)。 所以兼顧電氣性能與工藝需要，做成十字花焊盤，稱之為熱隔離（ heat shield）俗稱熱焊盤（ Thermal），這樣，可使在焊接時(shí)因截面過分散熱而產(chǎn)生虛焊點(diǎn)的可能性大大減少。多層板的接電（地）層腿的處理相同 。 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 布線中網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的作用 在許多 CAD 系統(tǒng)中，布線是依據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)決定的。網(wǎng)格過密，通路雖然有所增加，但步進(jìn)太小，圖場的數(shù)據(jù)量過大，這必然對(duì)設(shè)備的存貯空間有更高的要求，同時(shí)也對(duì)象計(jì)算機(jī)類電子產(chǎn)品的運(yùn)算速度有極大的影響。而有些通路是無效的，如被元件腿的焊盤占用的或被安裝孔、定們孔所占用的等。網(wǎng)格過疏，通路太少對(duì)布通率的影響極大。所以要有一個(gè)疏密合理的網(wǎng)格系統(tǒng)來支持布線的進(jìn)行。 標(biāo)準(zhǔn)元器件兩腿之間的距離為 英寸 (),所以網(wǎng)格系統(tǒng)的基礎(chǔ)一般就定為 英寸 ( mm)