嵌入式課程設(shè)計(jì)-16

嵌入式課程設(shè)計(jì)報(bào)告PAGEPAGE15湖南文理學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程名稱：嵌入式系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)專業(yè)班級(jí)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：完成時(shí)間：2014年6月2日?qǐng)?bào)告成績(jī)：評(píng)閱意見(jiàn)：評(píng)閱意見(jiàn)：評(píng)閱教師日期湖南文理學(xué)院制基于ARM系統(tǒng)的公交多功能終端的設(shè)計(jì)目錄一、設(shè)計(jì)題目 4二、設(shè)計(jì)要求 4三、設(shè)計(jì)作用與目的 4四、所用設(shè)備及軟件 54.1軟件 54.2硬件 5五、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 55.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 55.2工作原理 75.2.1LPC2124工作原理 75.2.2GPS模塊 75.2.3GPRS模塊 85.2.4語(yǔ)音模塊 85.2.5液晶顯示模塊 85.2.6PS/2鍵盤模塊 9六、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 106.1系統(tǒng)整體設(shè)計(jì) 106.2各單元電路設(shè)計(jì) 106.2.1LPC2124電路圖 106.2.2PS2按鍵輸入部分電路 116.2.3液晶顯示模塊電路 126.2.4、GPRS模塊電路 126.2.5、GPS模塊電路 13七、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 147.1主程序流程圖 147.2子程序流程圖 14AT指令集使用 15八、心得及體會(huì) 16九、參考文獻(xiàn)及附錄 17一、設(shè)計(jì)題目隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)城鎮(zhèn)化步伐不斷加快，來(lái)自農(nóng)村的大學(xué)生和其他務(wù)工人員大批涌入城市，造成城市人口大幅度增長(zhǎng)，同時(shí)由于人民生活水平的不斷提高，城市的汽車保有量也在急劇上升，交通需求迅速擴(kuò)大，而城市交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)卻相對(duì)滯后，從而使城市“乘車難”、“行車難”的現(xiàn)象日益嚴(yán)重，交通擁擠、交通阻塞頻發(fā)，噪音污染、廢氣污染加劇，嚴(yán)重影響城市公交的可持續(xù)發(fā)展和居民的正常生活。解決城市交通擁擠和阻塞問(wèn)題已成為我國(guó)城市交通面臨的一項(xiàng)迫切的任務(wù)。智能公交系統(tǒng)運(yùn)用系統(tǒng)工程理論，將信息控制、GPS衛(wèi)星定位、GIS、多媒體、網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)集成，應(yīng)用于整個(gè)公共交通領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了公交車輛的智能調(diào)度，方便了公車車輛的運(yùn)營(yíng)管理，提高了公交服務(wù)水平。使乘坐公交車出行變的更加快捷、方便和舒適。從而使一部分人舍棄自駕車或打出租車出行，改乘公交車，進(jìn)一步減少交通堵塞現(xiàn)象。另外大力發(fā)展智能公交系統(tǒng)，也可以通過(guò)提高交通效率而節(jié)省大量的燃料和時(shí)間，減少交通事故的發(fā)生，能夠創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。二、設(shè)計(jì)要求本論文提出了基于ARM的智能公交車載終端的總體設(shè)計(jì)方案，重點(diǎn)介紹了車載終端的軟硬件設(shè)計(jì)及自動(dòng)報(bào)站、短信報(bào)警、實(shí)時(shí)監(jiān)控等功能的實(shí)現(xiàn)。三、設(shè)計(jì)作用與目的智能公交系統(tǒng)主要由3個(gè)部分構(gòu)成，即無(wú)線通訊部分、監(jiān)控中心部分和車載終端部分。無(wú)線通訊系統(tǒng)主要是利用通信運(yùn)營(yíng)商提供的數(shù)據(jù)和短信息服務(wù)，這里的通訊方式就是指無(wú)線通訊系統(tǒng)的通訊手段；監(jiān)控中心由GPS服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、CTI呼叫中心系統(tǒng)、監(jiān)控工作站、管理工作站路由器和防火墻組成；車載終端主要由GPS接收模塊、GPRS通訊模塊、車輛控制模塊、屏幕等部分組成，主要有車輛定位、與監(jiān)控中心進(jìn)行雙向通訊、車輛控制等功能。監(jiān)控中心在接收到車載終端傳回的GPS位置數(shù)據(jù)后可以確定監(jiān)控車輛的位置信息、歷史運(yùn)行軌跡進(jìn)而分析其運(yùn)行是否正常，是否偏離預(yù)定路線，速度是否異常。在出現(xiàn)異常情況時(shí)，監(jiān)控中心可以通過(guò)發(fā)布導(dǎo)航指令來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的調(diào)度?；贏RM系統(tǒng)的智能公交系統(tǒng)，掌握嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與常見(jiàn)人機(jī)接口電路的設(shè)計(jì)，懂得簡(jiǎn)單電子電路的設(shè)計(jì)，掌握ARM內(nèi)部資源的使用，了解嵌入式系統(tǒng)機(jī)的外部結(jié)構(gòu)與內(nèi)部結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，并能編程實(shí)現(xiàn)各部分相關(guān)功能。四、所用設(shè)備及軟件4.1軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要使用到的軟件有KeilC51、Protel99SE等。KeilC51是美國(guó)KeilSoftware公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開(kāi)發(fā)方案，通過(guò)一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部分組合在一起。Protel99SE是ProklTechnology公司開(kāi)發(fā)的基于Windows環(huán)境下的電路板設(shè)計(jì)軟件。該軟件功能強(qiáng)大，人機(jī)界面友好，易學(xué)易用，仍然是大中專院校電學(xué)專業(yè)必學(xué)課程，同時(shí)也是業(yè)界人士首選的電路板設(shè)計(jì)工具。Protel99SE由兩大部分組成：電路原理圖設(shè)計(jì)（AdvancedSchematic）和多層印刷電路板設(shè)計(jì)（AdvancedPCB）。其中AdvancedSchematic由兩部分組成：電路圖編輯器（Schematic）和元件庫(kù)編輯器（SchematicLibrary）。4.2硬件硬件主要用到的是個(gè)人計(jì)算機(jī)及相關(guān)arm芯片。五、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案5.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)智能車載終端是一款以ARM處理器為核心，利用GPS、GPRS等先進(jìn)技術(shù)，集車輛實(shí)時(shí)監(jiān)控、正點(diǎn)考核、緊急事件報(bào)警等功能于一身的專為公交車輛設(shè)計(jì)的嵌入式智能終端產(chǎn)品。它是整個(gè)智能公交系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來(lái)源，也是車載功能的執(zhí)行者，因此它是整個(gè)系統(tǒng)是的重要組成部分。車載終端主要實(shí)現(xiàn)的功能包括：到站自動(dòng)播報(bào)到站提示音，出站自動(dòng)播報(bào)出站提示音；定時(shí)向數(shù)據(jù)中心發(fā)送車輛位置信息，實(shí)現(xiàn)中心對(duì)車輛的監(jiān)控；能夠任意設(shè)置站點(diǎn)為考核點(diǎn)，對(duì)車輛運(yùn)行正點(diǎn)情況進(jìn)行考核；液晶屏幕實(shí)時(shí)顯示時(shí)間、車輛運(yùn)行速度、當(dāng)前?？空军c(diǎn)等信息；按鍵控制特殊語(yǔ)音播報(bào)、背景音樂(lè)播放；按鍵控制緊急情況報(bào)警短消息發(fā)送；驅(qū)動(dòng)車載LED屏，實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)名稱、廣告語(yǔ)的顯示。根據(jù)功能要求，我們?cè)谠O(shè)計(jì)中將終端分解為如下幾個(gè)模塊：(1)ARM中央處理器模塊 (2)GPS定位模塊(3)GPRS無(wú)線通信模塊(4)語(yǔ)音及功放模塊(5)LCD液晶顯示模塊(6)鍵盤控制模塊 (7)電源模塊(8)串口及其它外圍電路模塊．語(yǔ)音模塊GPRS模塊GPS模塊電源模塊終端系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示LCE顯示ARM處理器LPC2124語(yǔ)音模塊GPRS模塊GPS模塊電源模塊LCE顯示ARM處理器LPC2124PS2鍵盤模塊PS2鍵盤模塊晶振復(fù)位晶振復(fù)位電路圖1、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)圖5.2工作原理5.2.1LPC2124工作原理LPC2124是PHILIPS公司生產(chǎn)的單片32位ARM微控制器，是基于一個(gè)支持實(shí)時(shí)仿真和跟蹤的16／32位ARM7TDMI．SCPU，并帶有256KB的嵌入的高速FLASH存儲(chǔ)器。LPC2124具有非常小的64腳封裝、極低的功耗、多個(gè)32位定時(shí)器、4路10位ADC、PWM輸出、46個(gè)GPIo以及多達(dá)9個(gè)外部中斷使它們特別適用于工業(yè)控制、醫(yī)療系統(tǒng)、訪問(wèn)控制和電子收款機(jī)(PoS)。由于內(nèi)置了寬范圍的串行通信接口，它們也非常適合于通信網(wǎng)關(guān)、協(xié)議轉(zhuǎn)換器、嵌入式軟件調(diào)制解調(diào)器以及其它各種類型的應(yīng)用。LPC2124特性如下：(1)16／32位ARM7TDMI．S核，超小LQFP64封裝；(2)16kB片內(nèi)SRAM；(3)256kB片內(nèi)F1ash程序存儲(chǔ)器，128位寬度接口／加速器可實(shí)現(xiàn)高達(dá)60MHZ工作頻率：可加密。全球首個(gè)實(shí)現(xiàn)可加密的ARM微控制器；(5)通過(guò)片內(nèi)boot裝載程序?qū)崿F(xiàn)在系統(tǒng)編程(IsP)和在應(yīng)用編程(IAP);(6)512字節(jié)行編程時(shí)間為1ms。單扇區(qū)或整片擦除時(shí)間為400ms；(7)EmbeddedICE可實(shí)現(xiàn)斷點(diǎn)和觀察點(diǎn)。當(dāng)使用片內(nèi)RealMonitor軟件對(duì)前臺(tái)任務(wù)進(jìn)行調(diào)試時(shí)，中斷服務(wù)程序可繼續(xù)運(yùn)行；嵌入式跟蹤宏單元(ETM)支持對(duì)執(zhí)行代碼無(wú)干擾的高速實(shí)時(shí)跟蹤；LPC2124具有的16K靜態(tài)RAM，可以用作代碼和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，支持8位、16位和32為訪問(wèn)。LPC2124集成的一個(gè)256K的FLASH存儲(chǔ)器，可以用作代碼和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。對(duì)FLASH存儲(chǔ)器的編程可以通過(guò)幾種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)：(1)通過(guò)JTAG接口；(2)通過(guò)ISP和URATO；(3)通過(guò)在線應(yīng)用編程(IAP)。5.2.2GPS模塊系統(tǒng)GPS模塊采用HoLux的GR87模塊。HOLUXGR87Sirf3代GPS模塊采用SiRF第三代高靈敏度、低耗電量芯片StarIII，內(nèi)建ARM7TDMICPU可符合模塊需求，具備快速定位及追蹤20顆衛(wèi)星的能力，內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)陶瓷GPS天線模塊，并預(yù)留外接口。體積超小，僅25×25×2mm。芯片內(nèi)建200000個(gè)衛(wèi)星追蹤運(yùn)算器，大幅提高搜尋及運(yùn)算衛(wèi)星訊號(hào)能力。內(nèi)建wASS／EGNoS解調(diào)器。低耗電量，具備有省電模式(Trickle．Power)功能，以及在設(shè)定的時(shí)間才啟動(dòng)的定時(shí)定位(Push．to．Fix)功能。支持NMEAOl83．22版本規(guī)格輸出。該模塊的應(yīng)用范圍主要包括：車用導(dǎo)航、航海導(dǎo)航、艦隊(duì)管理、基地服務(wù)、自動(dòng)駕駛、個(gè)人導(dǎo)航、旅游設(shè)備、軌跡設(shè)備、系統(tǒng)及繪圖應(yīng)用程序。5.2.3GPRS模塊SIM300C是小體積即插即用模組中完善的三頻／四頻GSM／GPRS解決方案。使用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)界面，使得具備GSM／GPRS900／1800／1900MHz功能的SIM300C以小尺寸和低功耗實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、SMS、數(shù)據(jù)和傳真信息的高速傳輸。SIM300C的優(yōu)良性能讓它應(yīng)用于許多方面，例如WLL、M2M、手持設(shè)備等。SIM300C外形尺寸為40×33×2．85mm，支持用戶定制的MMI和鍵盤／LCD，內(nèi)嵌強(qiáng)大的TCP／IP協(xié)議棧，具有標(biāo)準(zhǔn)的AT命令接口，能夠以小尺寸和低功耗實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、短信和GPRS數(shù)據(jù)傳輸?shù)葮I(yè)務(wù)。模塊通過(guò)串口進(jìn)行數(shù)據(jù)的通信，通信速率最快可以達(dá)到115200b／s，模塊與控制器間通信協(xié)議是AT命令集，其中大部分是符合協(xié)議“ATcommandsetforGSMMobileEquipment(ME)(GSM07．07version6．4．0Release1997)’’的，也有一些是SIMCOM自己定義的AT命令。5.2.4語(yǔ)音模塊WTM．SD模塊是一款可重復(fù)擦寫語(yǔ)音內(nèi)容的大容量存儲(chǔ)類型的語(yǔ)音模塊，外掛體積小巧的最大容量為1GB的MicroSD卡存儲(chǔ)器，支持加載wAv格式語(yǔ)音文件和MP3格式語(yǔ)音文件。WTM．SD模塊采用DIPl6直插形式封裝，有MP3控制模式，按鍵一對(duì)一控制模式，按鍵組合控制模式，并口控制模式以及二線串口控制模式等控制模式。WTM—SD模塊的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括汽車電子(防盜報(bào)警器、倒車?yán)走_(dá)、GPS導(dǎo)航儀、電子狗、中控鎖)、智能家居系統(tǒng)、家庭防盜報(bào)警器、醫(yī)療器械人聲提示、音樂(lè)播放、家電(電磁爐、電飯煲、微波爐)、娛樂(lè)設(shè)備(游戲機(jī)、游樂(lè)機(jī))、學(xué)習(xí)模型(早教機(jī)、兒童有聲讀物)、智能交通設(shè)備(收費(fèi)站、停車場(chǎng))、通信設(shè)備(電話交換機(jī)、電話機(jī))、工業(yè)控制領(lǐng)域(電梯、工業(yè)設(shè)備)、玩具等5.2.5液晶顯示模塊金鵬電子C系列液晶模塊OCMJ2木8C。該C系列中文模塊可以顯示字母、數(shù)字符號(hào)、中文字型及圖形，具有繪圖及文字畫面混合顯示功能。提供三種控制接口，分別是8位微處理器接口，4位微處理器接口及串行接口。所有的功能包括顯示RAM、字型產(chǎn)生器，都包含在一個(gè)芯片里面，只要一個(gè)最小的微處理系統(tǒng)，就可以方便操作模塊。內(nèi)置2M位中文字型ROM(CGROM)總共提供8192個(gè)中文字型(16×16點(diǎn)陣)，16K位半寬字型ROM(HCGROM)總共提供126個(gè)符號(hào)字型(16×8點(diǎn)陣)，64×16位字型產(chǎn)生RAM(CGRAM)，另外繪圖顯示畫面提供一個(gè)64×256點(diǎn)的繪圖區(qū)域(GDRAM)，可以和文字畫面混和顯示。提供多功能指令：畫面清除(Displayclear)、光標(biāo)歸位(Returnhome)、顯示打開(kāi)／關(guān)閉(Displayon／off)、光標(biāo)顯示／隱藏(Cursoron／off)、顯示字符閃爍(Displaycharacterblink)、光標(biāo)移位(Cursorshift)、顯示移位(Displayshift)、垂直畫面卷動(dòng)(Verticallinescroll)、反白顯示(By-linereversedisplay)、待命模式(standbymode)。5.2.6PS/2鍵盤模塊PS/2鍵盤履行一種雙向同步串行協(xié)議。換句話說(shuō)，每次數(shù)據(jù)線上發(fā)送一位數(shù)據(jù)并且每在時(shí)鐘線上發(fā)一個(gè)脈沖就被讀入。鍵盤可以發(fā)送數(shù)據(jù)到主機(jī)，而主機(jī)也可以發(fā)送數(shù)據(jù)到設(shè)備，但主機(jī)總是在總線上有優(yōu)先權(quán)，它可以在任何時(shí)候抑制來(lái)自于鍵盤的通訊，只要把時(shí)鐘拉低即可。從鍵盤發(fā)送到主機(jī)的數(shù)據(jù)在時(shí)鐘信號(hào)的下降沿（當(dāng)時(shí)鐘從高變到低）的時(shí)候被讀取。從主機(jī)發(fā)送到鍵盤的數(shù)據(jù)在上升沿（當(dāng)時(shí)鐘從低變到高）的時(shí)候被讀取。不管通訊的方向怎樣鍵盤總是產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)。鍵盤發(fā)送的每一數(shù)據(jù)幀包含11～12個(gè)位。如果數(shù)據(jù)位中包含偶數(shù)個(gè)1,校驗(yàn)位就會(huì)置1，如果數(shù)據(jù)位中包含奇數(shù)個(gè)1，校驗(yàn)位就會(huì)置0，數(shù)據(jù)位中1的個(gè)數(shù)加上校驗(yàn)位總為奇數(shù)，這就是奇校驗(yàn)。奇校驗(yàn)用來(lái)錯(cuò)誤檢測(cè)。圖2PS/鍵盤到主機(jī)的通訊時(shí)序數(shù)據(jù)和時(shí)鐘線都是集電極開(kāi)路結(jié)構(gòu)，正常保持高電平。當(dāng)鍵盤等待發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)它首先檢查時(shí)鐘以確認(rèn)它是否是高電平，如果不是，那么是主機(jī)抑制了通訊。設(shè)備必須緩沖任何要發(fā)送的數(shù)據(jù)直到重新獲得總線的控制權(quán)。鍵盤有16字節(jié)的緩沖區(qū)，如果時(shí)鐘線是高電平設(shè)備就可以開(kāi)始傳送數(shù)據(jù)。鍵盤與主機(jī)通訊的時(shí)序如圖2所示，每位數(shù)據(jù)都在時(shí)鐘的下降沿被主機(jī)讀入。圖2PS/鍵盤到主機(jī)的通訊時(shí)序六、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)6.1系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)LPC2124是整個(gè)電路系統(tǒng)的核心，以LPC2124為核心的中央處理器模塊設(shè)計(jì)則是決定整個(gè)硬件電路成敗的關(guān)鍵，ARM微控制器模塊設(shè)計(jì)主要包括電源、時(shí)鐘及復(fù)位電路、調(diào)試與測(cè)試接口及ARM芯片接口電路四大部分。6.2各單元電路設(shè)計(jì)6.2.1LPC2124電路圖選擇一款MCU時(shí)，我們需要考慮的因素有以下幾個(gè)方面：第一，MCU的電源范圍、工作頻率。MCU對(duì)電源的要求需要與系統(tǒng)中其它大部分部件對(duì)電源的要求一致；第二，MCU的I/O口、定時(shí)器、中斷等資源數(shù)目。需要滿足系統(tǒng)的要求，避免資源的浪費(fèi)；第三，MCU的吞吐量。符合MCU對(duì)系統(tǒng)執(zhí)行控制時(shí)的處理能力；第四，MCU的極限性能。能夠在系統(tǒng)可能處于的極限工作環(huán)境中正常運(yùn)行，如低溫或高溫環(huán)境；第五，MCU的抗干擾性能、加密性能、程序?qū)懭敕绞降?；第六，MCU的市場(chǎng)價(jià)格。在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中需要嚴(yán)格的控制產(chǎn)品成本，固價(jià)格也是MCU選取中的重要一點(diǎn)，需要選取具有高性價(jià)比的MCU芯片。綜合考慮以上因素及本系統(tǒng)對(duì)控制器的要求，我們選用了NXP的ARM7微處理器LPC2124作為系統(tǒng)的微控制器。圖3、Lpc2124芯片圖6.2.2PS2按鍵輸入部分電路圖4PS2按鍵輸入電路圖一般情況下鍵盤輸入具有隨機(jī)性,且實(shí)時(shí)圖4PS2按鍵輸入電路圖性較強(qiáng),為提高實(shí)時(shí)性,考慮到時(shí)鐘脈沖總由鍵盤產(chǎn)生,因此,主機(jī)系統(tǒng)可以中斷方式支持鍵碼的隨機(jī)輸入。當(dāng)主機(jī)接收到從鍵盤發(fā)來(lái)的時(shí)鐘信號(hào)時(shí),即向中斷系統(tǒng)發(fā)出鍵盤中斷,CPU響應(yīng)中斷并接收鍵碼。設(shè)計(jì)中采用I/O口模擬PS2時(shí)序輸入。6.2.3液晶顯示模塊電路為了方便使用人員對(duì)設(shè)備的操作，本終端設(shè)計(jì)了16個(gè)可供用戶操作的按鍵，用于特定功能的實(shí)現(xiàn)，另外在終端正面設(shè)計(jì)了一個(gè)128*64的LCD顯示屏，用于顯示當(dāng)前時(shí)間、速度、站點(diǎn)位置等信息。圖5、液晶顯示模塊電路6.2.4、GPRS模塊電路GPRS模塊支持外部SIM卡，可以直接與3.0VSIM卡或者1.8VSIM卡連接。模塊自動(dòng)監(jiān)測(cè)和適應(yīng)SIM卡類型。對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，GPRS模塊實(shí)現(xiàn)的就是一個(gè)移動(dòng)電話的基本功能，該模塊正常的工作是需要電信網(wǎng)絡(luò)支持的，需要配備一個(gè)可用的SIM卡。工作中，LPC2124將GPS定位的站點(diǎn)信息及到站時(shí)間等信息，利用AT命令，通過(guò)串口發(fā)送到GPRS模塊，由模塊通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)發(fā)送回公交調(diào)度控制中心，實(shí)現(xiàn)控制中心對(duì)公交車輛運(yùn)營(yíng)情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控和考核。SIM卡部分電路設(shè)計(jì)如圖6所示圖6、GPRS模塊電路6.2.5、GPS模塊電路本設(shè)計(jì)的GPS模塊采用的是HOLUX的GR-87模塊。該模塊支持NMEA0183V3.01標(biāo)準(zhǔn)輸出，TTL接口電平，波特率可置。在本系統(tǒng)中，GR-87模塊通過(guò)6PIN排線與主板相連，1腳為電源輸入腳，接5V電源，2、3腳為GPS模塊的數(shù)據(jù)接收和發(fā)送，接GM8123子串口2，5腳接地，6腳接LED指示燈。工作時(shí)，GPS模塊由GM8123子串口2與主控制器LPC2124進(jìn)行通信，通過(guò)設(shè)置模塊定時(shí)輸出。GPS定位數(shù)據(jù)，由主控制器對(duì)GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提取出經(jīng)緯度，時(shí)間等有用信息，為自動(dòng)報(bào)站及正點(diǎn)考核提供可靠數(shù)據(jù)，保證報(bào)站及正點(diǎn)考核功能的實(shí)現(xiàn)。這部分電路設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，原理圖如圖7所示圖7、GPS模塊電路七、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)7.1主程序流程圖系統(tǒng)采用模塊化編程，各部分相互獨(dú)立又緊密聯(lián)系。許多程序太長(zhǎng)或太復(fù)雜，很難寫在單一單元中。如果把代碼分為較小的功能單元，將大大簡(jiǎn)化編程過(guò)程。模塊化程序一般比單塊程序容易編寫、調(diào)試和修改。只要把各個(gè)單元之間的接口定義好，各個(gè)單元的詳細(xì)設(shè)計(jì)就可以獨(dú)立進(jìn)行了。使用模塊化方法可以更快地開(kāi)發(fā)程序，因?yàn)檩^小的子程序比大程序更容易理解、設(shè)計(jì)和測(cè)試。子程序可以重用，為一個(gè)程序編寫的代碼經(jīng)?？梢杂糜谄渌某跏蓟K初始化模塊通信模塊用戶界面模塊上行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊下行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊GPS數(shù)據(jù)獲取模塊控制模塊通信模塊用戶界面模塊上行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊下行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊GPS數(shù)據(jù)獲取模塊控制模塊7.2子程序流程圖GPRS模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸，設(shè)計(jì)中用芯片實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳送給中據(jù)中心子系統(tǒng)的環(huán)境參數(shù)，該環(huán)境參數(shù)可能采用短信息的形式通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)傳輸，也可能以數(shù)據(jù)包的形式通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸，由GPRS模塊接收，串口傳遞，傳遞數(shù)據(jù)分析模塊處理。I/O分配寫指令LCD初始化開(kāi)始寫數(shù)據(jù)I/O分配寫指令LCD初始化開(kāi)始寫數(shù)據(jù)LCD初始化結(jié)束顯示模塊AT指令集使用表1AT指令及返回值序號(hào)AT指令指令正確返回值代表含義備注1AT握手指令A(yù)TOK握手指令ERROR指令錯(cuò)誤（由GSM忙產(chǎn)生）2AT+CPIN?查詢SIM卡狀態(tài)+CPIN:READYOKSIM卡準(zhǔn)備好+CPIN:PINOK有PIN鎖+CPIN:PUKOK有PUK鎖+CPIN:PIN2OK有PIN2鎖+CPIN:PUK2OK有PUK2鎖ERROR指令錯(cuò)誤（由GSM忙產(chǎn)生）3AT+CREG=1設(shè)置網(wǎng)絡(luò)掉線提示AT+CREG=1OK設(shè)置掉線自動(dòng)提示，掉線后自動(dòng)返回+CREG：2+CMSERROR:<index>指令錯(cuò)誤4AT+CREG？查詢注冊(cè)狀態(tài)+CREG：1，0OK未注冊(cè)+CREG：1，1OK已注冊(cè)+CREG：1，2OK未注冊(cè)+CREG：1，3OK拒絕注冊(cè)+CREG：1，4OK未知+CREG：1，5OK注冊(cè)，漫游+CMSERROR:<index>指令錯(cuò)誤5AT+CNMI=2,2設(shè)置短信提醒AT+CNMI=2,2OK設(shè)置短信到來(lái)時(shí)的消息指示+CMSERROR:<index>指令錯(cuò)誤6AT+CMGF=1設(shè)置短信模式AT+CMGF=1OKTXT模式+CMSERROR:<index>指令錯(cuò)誤7AT+CSDH=0顯示簡(jiǎn)要短信AT+CSDH=0OK短信到來(lái)時(shí)顯示簡(jiǎn)要信息+CMSERROR:<index>指令錯(cuò)誤8AT+CSMP=17,169,0,0設(shè)置短信參數(shù)AT+CSMP=17,169,0,0OK設(shè)置短信參數(shù)+CMSERROR:<index>指令錯(cuò)誤9AT+CMGF=0設(shè)置短信模式AT+CMGF=0OKPDU模式+CMSERROR:<index>指令錯(cuò)誤10ATD+號(hào)碼；撥打電話1OKCALL指令無(wú)誤指令發(fā)送后，返回值分兩步返回ERRORCALL指令錯(cuò)誤2OK正常接通BUSY對(duì)方忙NOCARRIER無(wú)人接聽(tīng)NOANSWER無(wú)應(yīng)答11ATH掛斷電話NOCARRIER掛斷成功12AT+CMGS=<lengh>>發(fā)送PDU短信發(fā)送PDU短信之前需設(shè)置模式和參數(shù)ERROR指令錯(cuò)誤13CTRL+Z（0x1A）發(fā)送短信+CMGS:xx發(fā)送成功ERROR發(fā)送失敗（信號(hào)不好造成）八、心得及體會(huì)隨著無(wú)線通信技術(shù)的不斷提高，通信費(fèi)用的不斷降低，利用移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商提供的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳輸已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。特別是基于單片機(jī)的GSM數(shù)據(jù)傳輸方案在GSM車載終端、自動(dòng)抄表系統(tǒng)等遠(yuǎn)程遙測(cè)遙控系統(tǒng)中的應(yīng)用更是倍受關(guān)注，而且已經(jīng)非常成熟；為了實(shí)現(xiàn)更快，信息量更加大的信息交換，3G網(wǎng)絡(luò)將會(huì)帶來(lái)更加優(yōu)質(zhì)的通信服務(wù)，同時(shí)為實(shí)現(xiàn)智能交通系統(tǒng)提供了一種更加優(yōu)秀的解決方案，讓我們共同期待高速信息公路的到來(lái)吧，那是是信息技術(shù)高速發(fā)展的時(shí)代，我們的最求也更加完美。最后讓我們回顧一下這篇淺顯的設(shè)計(jì)方案，本設(shè)計(jì)主要完成了：（1）車載終端的硬件電路的設(shè)計(jì)與制作。（2）車載終端軟件的設(shè)計(jì)與調(diào)試。（3）設(shè)備性能的測(cè)試。由于時(shí)間的原因，此系統(tǒng)設(shè)計(jì)還存在很多不足之處，今后將近一步拓展系統(tǒng)功能。九、附錄及參考文獻(xiàn)[1]周麗娜.Protel99SE電路設(shè)計(jì)技術(shù)（基礎(chǔ)、案例篇）[M].北京：中國(guó)鐵道出版社.2009.[2]焦寶文.課程設(shè)計(jì)指南[M].北京：清華大學(xué)出版社.1983.[3坂本正文.步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社，2010.[4]GPRS的路由管理[EB/OL]./info05.htm[5]GPRS[EB/OL]./view/1307.htm[6]全球GPRS發(fā)展現(xiàn)狀[EB/OL]./20020228/ca28504.ht[7]Embedded

microcontrollers

andprocessor

AbhikRoychoudhury北京：清華大學(xué)出版社2010[8]EmbeddedsystemsTammyNoergaard北京：人民郵電出版社2008[9]童永清LinuxC編程實(shí)踐北京：人民郵電出版社2008[10]劉嵐，尹勇基于ARM的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)北京：電子工業(yè)出版社2008[11]三恒星科技ARM9應(yīng)用實(shí)例北京：電子工業(yè)出版社2007[12]龐麗萍操作系統(tǒng)原理武漢：華中科技大學(xué)出版社2008附錄一、部分程序源代碼/*******************************************函數(shù)名稱:parse_gprmc功能:解析GPS導(dǎo)航電文GPRMC字段********************************************/voidphase_gprmc(void){uint8i,g;uint8temp;g=0;clear_gprmc();//清空gprmc顯示緩沖區(qū)Read_byte();//讀取gprmc字段temp=Read_byte();if(','!=temp){Time[0]=temp;for(i=0;i<5;i++){Time[i+1]=Read_byte();}Read_byte();Read_byte();Read_byte();Read_byte();Read_byte();}coord.Status=Read_byte();//數(shù)據(jù)有效標(biāo)志Read_byte();temp=Read_byte();if(','!=temp)//緯度數(shù)據(jù)解析{coord.Latitude[0]=temp;for(i=0;i<8;i++){coord.Latitude[i+1]=Read_byte();}Read_byte();}temp=Read_byte();if(','!=temp)//南北半球{coord.NSIndicator=temp;Read_byte();}temp=Read_byte();if(','!=temp)//經(jīng)度數(shù)據(jù)解析69{coord.Longitude[0]=temp;for(i=0;i<9;i++){coord.Longitude[i+1]=Read_byte();}Read_byte();}temp=Read_byte();if(','!=temp)//東西半球{coord.EWIndicator=temp;Read_byte();}temp=Read_byte();if(','!=temp)//速度數(shù)據(jù){Speed[0]=temp;for(i=0;i<3;i++){Speed[1+i]=Read_byte();}do{temp=Read_byte();}while(temp!=',');}do{temp=Read_byte();}whi