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用μPSD3234A獲取Motorola Oncore的GPS信息
摘要：介紹MotorolaOncore接收器和μPSD3234A在嵌入式應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)，及μPSD3234A與MotorolaOncore接收器的硬件接口與軟件程序設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：MotorolaOncore接收器μPSD3234A51內(nèi)核GPS信息
引言
摩托羅拉公司經(jīng)過(guò)近十年的研究，使全球定位系統(tǒng)(GPS)的產(chǎn)品集成度更高，重量更輕。為了適合嵌入式應(yīng)用而特殊設(shè)計(jì)的Oncore接收器，體積小(50.8mm×82.6mm×16.3mm)，平均故障間隔時(shí)間(MTBF)高達(dá)1100000～1600000小時(shí)，工程師可更快捷地把GPS技術(shù)引入OEM(初始設(shè)備廠(chǎng)家)的應(yīng)用中。
1MotorolaOncore接收器的工作原理
如圖1所示，Oncore接收器有8個(gè)并行通道，可同時(shí)跟蹤8顆衛(wèi)星。Oncore接收器將天線(xiàn)接收的GPS信號(hào)進(jìn)行下變頻處理后，得到的中頻信號(hào)，經(jīng)過(guò)高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。通道分開(kāi)器把經(jīng)過(guò)數(shù)字化處理的中頻信號(hào)分解后送入8個(gè)并行通道，以進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)、碼相關(guān)、載波跟蹤和濾波。
經(jīng)過(guò)處理的信號(hào)被同步送進(jìn)定位微處理器單元，這部分電路控制GPS接收器的工作模式和解碼，處理衛(wèi)星數(shù)據(jù)、測(cè)量偽距和偽距增量，以進(jìn)行位置、速度和時(shí)間的計(jì)算。Oncore接收器中還有一個(gè)能使接收器保持休眠狀態(tài)的隨機(jī)存儲(chǔ)器，用于保存衛(wèi)星星歷表數(shù)據(jù)、用戶(hù)操作參數(shù)、歷書(shū)等信息。當(dāng)Oncore接收器的電源關(guān)閉時(shí)，為防止這些信息的丟失，需外接一個(gè)+5V的備用電源。為保持實(shí)時(shí)時(shí)鐘的時(shí)間，也需要外接＋5V電源。
Oncore接收器引腳如圖2所示。
MotorolaOncore接收器有一個(gè)TTL串行數(shù)據(jù)接口。此接口為Oncore接收器和系統(tǒng)控制器間提供主控及數(shù)據(jù)通道。
2μPSD3234A介紹
μPSD3234A是ST公司推出的嵌入40MHz“8032微控制器核”的PSD產(chǎn)品，被稱(chēng)為“真正的片上系統(tǒng)”。有兩個(gè)獨(dú)立的Flash存儲(chǔ)器，256KB主Flash存儲(chǔ)器和32KB輔Flash存儲(chǔ)器。當(dāng)擦除或?qū)懩骋淮鎯?chǔ)器時(shí)，讀操作可在另一存儲(chǔ)器內(nèi)進(jìn)行，支持遠(yuǎn)程更新的在應(yīng)用編程。8KB的SRAM為用戶(hù)的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，高級(jí)語(yǔ)言編程，通信緩沖器和堆棧提供足夠的空間。片內(nèi)集成有豐富的功能部件：通用I/O口、可編程邏輯電路、管理監(jiān)控、USB接口、I2C接口、4通道8位ADC、DDC、5通道PWM。片內(nèi)的8032微控制器核有2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)異步通信口，3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器和2個(gè)外部中斷。和其它FlashPSD系列一樣，μPSD3200系列同樣可以通過(guò)JTAGISP接口進(jìn)行在系統(tǒng)編程。
3μPSD3234A與Oncore接收器的接口
μPSD3234A的串口0和Oncore接收器的通信接口，均為T(mén)TL電平，可以直接通信。在設(shè)計(jì)之初，可先利用板載μPSD3234A芯片的開(kāi)發(fā)板DK3200搭建硬件電路。為調(diào)試方便，μPSD3234A接收到MotorolaOncore接收器的原始信息。通過(guò)μPSD3234A的串口1(經(jīng)電平轉(zhuǎn)換后)送到PC機(jī)的RS-232串口，在PC機(jī)顯示器上同步顯示。提取到的位置、時(shí)間等信息直接在LCD液晶上顯示。連接在PC機(jī)并行口的FlashLINK編程器與DK3200開(kāi)發(fā)板上的JTAG口相連，完成JTAG在系統(tǒng)編程。硬件電路原理框圖如圖3所示。
4程序設(shè)計(jì)
MotorolaOncore接收器的主串口提供兩種數(shù)據(jù)格式：摩托羅拉二進(jìn)制格式和NMEA0183格式。摩托羅拉二進(jìn)制格式應(yīng)用于接收器主串口的輸入輸出，波特率應(yīng)為9600，無(wú)奇偶校驗(yàn)位，1位起始位和1位停止位。所要獲取的GPS參數(shù)是以@@Ea開(kāi)頭的位置/狀態(tài)/數(shù)據(jù)響應(yīng)信息，以回車(chē)換行<CR><LF>結(jié)束。其格式為：
@@Eamdyyhmsffffaaaaoooohhhhmmmmvvhhddtntimsdimsdimsdi
msdimsdimsdimsdimsdsC<CR><LF>。
其含義為：
日期：m月1~12
d日1~31
yy年1980~2079
時(shí)間：h小時(shí)0~23
m分0~59
s秒0~60
位置：aaaa緯度(mas)
-324000000~324000000(-90°~90°)
oooo經(jīng)度(m
as)
-648000000~648000000(-180°~180°)
hhhh橢球高度(cm)
-100000~1800000(-1000.00~18000.00m)
在所有信息終止的<CR><LF>前的一個(gè)字節(jié)為校驗(yàn)和，是所有信息字節(jié)的“異或”。
程序是在KeiluVision2的環(huán)境下設(shè)計(jì)的。
(1)系統(tǒng)初始化
TMOD=0x20;
PCON=0x80;
SCON=0x50;
//計(jì)算定時(shí)初值
value=65536-(36000*125L/(24L*9600));
TH1=value;
TL1=value;
TR1=1;//定時(shí)器1為波特率發(fā)生器
P3SFS=0x03;
//設(shè)置LCD的I/O口模式
PSD8xx_reg.VM|=0x80;
//定時(shí)器0初始化
timer0_init();
//LCD初始化為8位，2行，5×7點(diǎn)陣，
//不閃爍，光標(biāo)關(guān)閉
lcd_init();
(2)讀取MotorolaOncore接收器信息
先識(shí)別判斷是否為@@Ea開(kāi)頭，若是，將其后的所有字符信息放入org_data[]數(shù)組中，以便后面從中提取所需數(shù)據(jù)。
while(1){
while(!RI);
ch=SBUF;
if((RI)&&(ch==0x40))//識(shí)別’a’
{RI=0;head[0]=ch;
while(!RI);
ch=SBUF;
if((RI)&&(ch==0x40))//識(shí)別第二個(gè)’@’
{RI=0;head[1]=ch;
while(!RI);
ch=SBUF;
if((RI)&&(ch==0x45))//識(shí)別’E’
{RI=0;head[2]=ch;
while(!RI);
ch=SBUF;
if((RI)&&(ch==0x61))//識(shí)別抋?
{RI=0;head[3]=ch;
for(k=0;k<=72;k++)
//將后續(xù)72個(gè)字符放入org_data[]
{while(!RI);
org_data[k]=SBUF;
RI=0;
}
}
else{RI=0;continue;}
}
else{RI=0;continue;}
}
else{RI=0;continue;}
}
else{RI=0;continue;}
}
(3)從org_data[]數(shù)組中提取所需信息
讀取的信息都存放在org_data[]數(shù)組中，根據(jù)@@Ea的格式內(nèi)容即可定位所需信息的位置。數(shù)組中所存放的是二進(jìn)制數(shù)，為了能顯示還需將其轉(zhuǎn)換為ASCII碼的形式，因此還提供了以下4個(gè)函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)此功能，分別是：hextobcdtoascii_two(unsignedinthexs_two,unsignedcharnum_two)、hextobcdtoascii_four(unsignedinthexs_four,unsignedcharnum_four)、hextobcdtoascii_nine(unsignedlonginthexs_nine,unsignedcharnum_nine)和init_msgbuff(unsignedchar*dataptr,unsignedchar*buffptr)，其中前3個(gè)分別是實(shí)現(xiàn)將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成兩位、四位和九位的ASCII碼形式，最后一個(gè)函數(shù)是實(shí)現(xiàn)將代碼段中的字符串存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)，用以實(shí)現(xiàn)將字符串顯示在液晶顯示器上。
程序運(yùn)行后，在液晶上顯示的結(jié)果為：
DATE:?1-01-2004
TIME爃07:m50:s10
LATITU:牋0028?44?//經(jīng)度為28°44′，因?yàn)楸硎径鹊男A圈不好顯示,所以用問(wèn)號(hào)?表示度。
LONGIT:牋0115?51?//緯度為115°51′
HIGH:牋0145牋ft?//高度為145英尺
結(jié)語(yǔ)
在需要實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地獲取空間位置和時(shí)間信息的場(chǎng)合，如環(huán)境監(jiān)測(cè)與保護(hù)工程、交通調(diào)度等，該設(shè)計(jì)可嵌入到此類(lèi)遠(yuǎn)程移動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)中。
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