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亚博网页版界面登陆_便携式GPS接收机设计与实现

by admin on 2021年8月4日

本文摘要:第一章GPS因其高精度、全天候、全球覆盖、方便灵活、高质量、低价格,在全球拥有众多用户。

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第一章GPS因其高精度、全天候、全球覆盖、方便灵活、高质量、低价格,在全球拥有众多用户。GPS的广泛应用改变了人们的工作方式,提高了工作效率,带来了巨大的经济效益。提出了一种基于EM411GPS接收模块和PIC18F2550单片机的手持式GPS定位系统的设计方案。系统用图形字符液晶屏表示接收到GPS卫星数据,然后用SD卡记录接收到的GPS信息,从而构建出引入GPS数据的电子地图。

2 2 NEMA协议概述目前,GPS使用NMEA-0183协议作为发送和接收数据的标准。NMEA-0183是由国家海洋电子协会制定的标准,用于统一海洋导航系统的规范。该格式标准已成为国际标准化格式,协议内容基于NMEA-180和NMEA-0182的兼容性。

减少了GPS、测深仪、罗盘方位系统等各种设备模块和通信协议的定义,允许一些特定厂商定制自己的设备通信协议。NMEA-0183格式数据串的所有数据都用ASC文本字符响应,数据传输以$结束,后面是语句头。

报表标题由五个字母组成。前两个字母对应的是系统ID,即该语句属于什么系统或设备。比如GP响应属于GPS定位系统的声明,HC响应属于罗盘方位系统的声明;最后三个字母对应的是语句ID,语句是关于哪些数据的。在语句头之后,有一个数据体,包括不同的数据体字段。

语句末尾有一个校验码(可选),以开路换行符《CR》 《LF》结束,即ACSII字符开路(十六进制0D)和空格(十六进制0A)。数据字段由逗号标识,空字段保留逗号。GPS系统常用的句子有GPGGA(GPS定位信息)、GPGSA(当前卫星信息)、GPGSV(可见卫星信息)、GPRMC(推荐定位信息)、GPGLL(定位地理信息)、GPVTG(地速信息)等。

GPS数据传输以标准异步串行方式发送到,串行通信波特率4800b/s,8个数据位,1个暂停位,无奇偶校验位。文献[2]给出了各种GPS语句的详细数据格式。

3EM411GPS接收模块概述GPS接收模块的性能主要取决于其内部GPS核心芯片组。全球定位系统芯片组SiRFStarIII通过使用频率为200,000次/次的相关器来提高灵敏度,并且可以在室内定位。需要42s/38s/1s以上的时间才能结冰、变暖、变暖,可以同时跟踪20个卫星频道。

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EM411 GPS接管模块采用SiRFStarIII高性能GPS芯片组,具有以下特点:出色的灵敏度(跟踪灵敏度:-159 DBm);当信号较暗时,TTFF(Titemoferstfix)的定位仍然很快;反对NMEA0183语言格式:GGA、GSA、GSV、RMC、GLL、VTG;内置超级电容可以存储慢提供的卫星信号数据;内置陶瓷天线;LED指示灯指示卫星定位状态:LED不亮时,接收机重启;当发光二极管总是暗时,它不定位或搜索信号;当发光二极管闪烁时,它被定位。另外,EM411体积小,外形尺寸30 mm,30 mm,10.5 mm,工作时电源电压4.5 ~ 6.5 V,电流消耗60mA。

外部采集6个槽时,槽1、5短路,槽2接电源,槽3为串行输入数据线,槽4为串行输出数据线,槽6悬空。4系统硬件设计4.1GPS接收部分图1为便携式GPS接收机的GPS接收部分电路。

因为系统设计为手持便携设备,所以所有设备选择都不应该考虑节约成本和能源。图1中,单片机与PIC18F2520配合使用,pic18f 2520是一款采用Nava技术的低功耗8位单片机。它具有一系列功能,可以显著降低工作时的功耗,非常适合手持便携设备。

该设备内置32K闪存程序存储器,没有SPI、UART、I2C和10位模数转换器。借助内部锁相环倍频器,时钟速度可以提高40兆赫兹左右。可以通过其UART模块(插槽RC6和RC7)建立与EM411GPS接管模块的通信。由于EM411串口输入的电平为2.85V,高于PIC18F2520UART口拒绝的4V驱动电平,所以U2(74HCT04)包含的TTL/RS232电平切换电路应在PIC18F2520UART EM411之间降低,否则pic18f2525。

PIC18F2520通过其SPI模块(插槽RC0、RC3、RC4和RC5)与SD卡通信。SD卡获取两种面试模式:SD模式和SPI模式。标清模式允许4线高速数据传输。SPI模式用于标准化SPI模块,比SD模式传输速率低,用于SPI。

该模块的优点是SD卡只能用4条数据线读取。通信方式不同,SD卡插槽的功能也不同。由于PIC18F2520内部有SPI模块,本方案采用SPI模式搭建SD卡面试。

在图1中,CS(RC0)是单片机发送给卡的芯片选择信号,SCLK(RC3)是单片机发送给卡的时钟信号。SDI是指单片机向卡发送的单向数据信号,SD0是指卡向单片机发送的单向数据信号。

此外,所有的SD卡插座也有两个插槽,光盘和WP。CD槽是SD卡检测信号槽,当有挂卡人时,与地短路(接在插座内部)。WP是写出来维护信号的插槽,卡放进去不写出来维护就短路到地(接在插座里面)。

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在该系统中,204图形字符液晶显示器用于指示全球定位系统定位信息。液晶屏设置为4-4位工作模式,单片机通过4条数据线和使能槽控制液晶屏指示,节省MCUI/O端口资源。在这个系统中,设置了两个按钮来控制SD卡的数据存储。当按下SW1键时,原始数据的保留时间间隔被软件延迟,当按下SW2键时,系统将接收到的GPS定位信息加载到SD卡中。

图1中电源K2用于关闭重启LCD背光:PIC18F2520的RA端口资源还没用。可用于后期系统升级,如将电池输入的DC模拟电压信号输出到RA口,用PIC18F2520的10 BITA a/D转换器转换成数字信号。在LCD上显示电池电量,方便用户使用。

4.2电源便携式全球定位系统接收器由两节AA型1.5V电池供电,用于低功耗、高效率的DC-DC转换器LT1300。3V的电压切换到5V供电,LT1300比输出电压低到1.8V,切换效率在88%左右。当输出电压为2V,输入电压为5V时,LT1300的平均输入电流为220mA。

LT1300使用8插槽SOICPCB,插槽1作为信号地(GND),插槽2作为输入自由选择(SEL)。当它连接到输出电源时,它输入5V电压,当插槽短路时,LT1300输入3.3V电压。插槽3(关机)用作自由选择的工作模式。

该槽短路时,LT1300为长时间工作模式;当插槽连接到高电平时,LT1300处于掉电模式。4(SENSE是LT1300的输入端。

它的槽5是限流的。槽短路时,其开关电流为400毫安,仅次于。LT1300的插槽6 ~ 8分别为电源输出、输入电源和电源接地。

图2显示了LT1300中包含的GPS接收机的电源电路。在图2中,电源K1是GPS接收机的主电源开关。

由于GPS接收机的主机部分用于5V电压,LT1300的插槽2、6与电池负极相连,插槽3、5、1、8短路。工作时,槽7需要一个外部电感和二极管,起到的作用是当电池功耗过大时,LT1300的内部电源效应不会导致电感L1上的电流交错下降,此时二极管VD1不会将此能量倾倒到电容C4,从而提高LT1300的输入电压。本部分设计的二极管、电感L1和电解电容C4参数的自由选择参考LT1300数据中推荐的型号和参数。必须注意的是,LT1300是一款高速低电流器件,因此,靠近电感L1的插槽7应尽可能放置在PCB布局中,布线不应尽可能短,电源地不应与信号地相连,以免增加电路中的阻塞噪声。

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