摘要：介紹Motorola Oncore接收器和μPSD3234A在嵌入式應(yīng)用的優(yōu)勢，及μPSD3234A與Motorola Oncore接收器的硬件接口與軟件程序設(shè)計。

引 言

　　摩托羅拉公司經(jīng)過近十年的研究，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)計的Oncore接收器，體積小(50.8mm× 82.6mm×16.3mm)，平均故障間隔時間(MTBF)高達1 100 000～1 600 000小時，工程師可更快捷地把GPS技術(shù)引入OEM(初始設(shè)備廠家)的應(yīng)用中。

1 Motorola Oncore接收器的工作原理

　　 如圖1所示，Oncore接收器有8個并行通道，可同時跟蹤8顆衛(wèi)星。Oncore接收器將天線接收的GPS信號進行下變頻處理后，得到的中頻信號，經(jīng)過高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。通道分開器把經(jīng)過數(shù)字化處理的中頻信號分解后送入8個并行通道，以進行信號檢測、碼相關(guān)、載波跟蹤和濾波。

　　經(jīng)過處理的信號被同步送進定位微處理器單元，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)、測量偽距和偽距增量，以進行位置、速度和時間的計算。Oncore接收器中還有一個能使接收器保持休眠狀態(tài)的隨機存儲器，用于保存衛(wèi)星星歷表數(shù)據(jù)、用戶操作參數(shù)、歷書等信息。當(dāng)Oncore接收器的電源關(guān)閉時，為防止這些信息的丟失，需外接一個+5V的備用電源。為保持實時時鐘的時間，也需要外接＋5V電源。

　　Oncore接收器引腳如圖2所示。

　　Motorola Oncore接收器有一個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。

2 μPSD3234A介紹

　　μPSD3234A是ST公司推出的嵌入40MHz“8032微控制器核”的PSD產(chǎn)品，被稱為“真正的片上系統(tǒng)”。有兩個獨立的Flash存儲器，256KB主Flash存儲器和32KB輔Flash存儲器。當(dāng)擦除或?qū)懩骋淮鎯ζ鲿r，讀操作可在另一存儲器內(nèi)進行，支持遠程更新的在應(yīng)用編程。8KB的SRAM為用戶的嵌入式實時操作系統(tǒng)，高級語言編程，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個標(biāo)準(zhǔn)異步通信口，3個16位定時/計數(shù)器和2個外部中斷。和其它Flash PSD系列一樣，μPSD3200系列同樣可以通過JTAG ISP 接口進行在系統(tǒng)編程。

3 μPSD3234A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TTL電平，可以直接通信。在設(shè)計之初，可先利用板載μPSD3234A芯片的開發(fā)板DK3200搭建硬件電路。為調(diào)試方便，μPSD3234A接收到Motorola Oncore接收器的原始信息。通過μPSD3234A的串口1(經(jīng)電平轉(zhuǎn)換后)送到PC機的RS-232串口，在PC機顯示器上同步顯示。提取到的位置、時間等信息直接在LCD液晶上顯示。連接在PC機并行口的Flash LINK編程器與DK3200開發(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

　　Motorola Oncore接收器的主串口提供兩種數(shù)據(jù)格式：摩托羅拉二進制格式和NMEA 0183格式。摩托羅拉二進制格式應(yīng)用于接收器主串口的輸入輸出，波特率應(yīng)為9600，無奇偶校驗位，1位起始位和1位停止位。所要獲取的GPS參數(shù)是以@@Ea開頭的位置/狀態(tài)/數(shù)據(jù)響應(yīng)信息，以回車換行結(jié)束。其格式為：

@@Eamdyyhmsffffaaaaoooohhhhmmmmvvhhddtntimsdimsdimsdi

msdimsdimsdimsdimsdsC。

其含義為：

日期： m 月 1~12

d 日 1~31

yy 年 1980~2079

時間： h 小時 0~23

m 分 0~59

s 秒 0~60

位置： aaaa 緯度(mas)

-324 000 000~324 000 000(-90°~ 90°)

oooo 經(jīng)度(mas)

-648 000 000~648 000 000(-180°~ 180°)

hhhh 橢球高度(cm)

-100 000~1 800 000(-1000.00~18 000.00m)

在所有信息終止的前的一個字節(jié)為校驗和，是所有信息字節(jié)的“異或”。

程序是在Keil uVision2的環(huán)境下設(shè)計的。

(1)系統(tǒng)初始化

TMOD=0x20;

PCON=0x80;

SCON=0x50;

// 計算定時初值

value=65536-(36000*125L/(24L*9600));

TH1=value;

TL1=value;

TR1=1; //定時器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;

//定時器0初始化

timer0_init();

//LCD初始化為8位，2行，5×7點陣，

//不閃爍，光標(biāo)關(guān)閉

lcd_init();

(2)讀取Motorola Oncore接收器信息

　　先識別判斷是否為@@Ea開頭，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)) //識別’a’

{ RI=0;head[0]=ch;

while(!RI);

ch=SBUF;

if((RI)&&(ch==0x40)) //識別第二個’@’

{ RI=0;head[1]=ch;

while(!RI);

ch=SBUF;

if((RI)&&(ch==0x45)) //識別’E’

{ RI=0;head[2]=ch;

while(!RI);

ch=SBUF;

if((RI)&&(ch==0x61)) //識別抋?

{ RI=0;head[3]=ch;

for(k=0;k<=72;k++)

//將后續(xù)72個字符放入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個函數(shù)來實現(xiàn)此功能，分別是：hextobcdtoascii_two(unsigned int hexs_two,unsigned char num_two)、hextobcdtoascii_four(unsigned int hexs_four,unsigned char num_four)、hextobcdtoascii_nine(unsigned long int hexs_nine,unsigned char num_nine)和init_msgbuff(unsigned char *dataptr, unsigned char *buffptr)，其中前3個分別是實現(xiàn)將二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成兩位、四位和九位的ASCII碼形式，最后一個函數(shù)是實現(xiàn)將代碼段中的字符串存入數(shù)據(jù)存儲區(qū)內(nèi)，用以實現(xiàn)將字符串顯示在液晶顯示器上。

程序運行后，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′，因為表示度的小圓圈不好顯示,所以用問號?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

　　在需要實時、準(zhǔn)確地獲取空間位置和時間信息的場合，如環(huán)境監(jiān)測與保護工程、交通調(diào)度等，該設(shè)計可嵌入到此類遠程移動監(jiān)控系統(tǒng)中。