基于PXA270嵌入式开发板GPS定位系统的设计.docx

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基于PXA270嵌入式开发板GPS定位系统的设计

“嵌入式系统”课程结课设计

（基于嵌入式ARM实验平台）

基于PXA270嵌入式开发板GPS定位系统的设计

1系统概述………………………………………………………………………………………………….

（2）

2系统硬件组成…………………………………………………………………………………………..

（2）

2.1IntelXScalePXA270处理器系统存储器接口…………………………………………………

（2）

2.2系统电源设计……………………………………………………………………….………….…（3）

3嵌入式系统软件设计…………………………………………………………………………………（3）

3.1GPS模块输出的信息的提取………………………………………………………………….…..（3）

3.2坐标转换……………………………………………………………………………………………….（4）

3.3电子地图重构……………………………………………………………………………….………..（5）

4仿真测试………………………………………………………………………………………………….（6）

5结束语…………………………………………………………………………………………………….（6）

GPS具有性能好、精度高、应用广的特点，是迄今为止应用最广泛的导航定位系统。

将GPS与嵌入式技术融合在一起，形成一个嵌入式的地理平台，是当前GPS领域的一个重要趋势。

本文是在PXA270嵌入式开发板和GPS模块上开发实现的。

在Linux下的嵌入式开发环境中，利用C++设计完成定位。

嵌入式系统利用软件设计主要完成GPS定位信号的处理、电子地图的移植、地球坐标的转换、定位的显示等功能。

1系统概述

嵌入式系统是控制、监视或者辅助装置、机器和设备运行装置；是软件和硬件的综合体，可涵盖机械等附属装置；有着友好的人机界面，支持LCD及GPS模块；主要完成提取GPS定位信号的数据、坐标转换、电子地图的显示等功能。

软件设计流程如图1所示。

2系统硬件组成

整个系统以PXA270处理器为核心，以音频输入输出接口，红外接口，10/100M自适应以太网口，触摸屏接口等为外围接口，通过宽温高亮度LCD实现视频输出。

系统框图如图1所示。

2.1IntelXScalePXA270处理器的系统存储器接口

IntelXSclaePXA270处理器集成了存储单元控制器，其外部的存储总线接口支持：

SDRAM、FLASH、ROM、SRAM、PC卡等。

2.1.1SDRAM电路的设计

SDRAM选用Hynix的HY57V561620C，其组织形式为4Banksx4Mx16Bit，单片容量

为32MB，采用3.3±0.3V单电源供电，封装形式为标准54引脚TSOP-II，属于16位的数据总线宽度，选用两片并联的方式，使SDRAM的总线宽度达到32位。

两片SDRAM的32条数据线分别连到PXA270的高16位地址和低16位地址上。

HY57V561620C的时钟频率分了100MHz~166MHz四个档，这里选用133MHz这一档的芯片。

2.1.2FLASH电路的设计

嵌入式应用程序一般直接存在板子上的Flash芯片中，根据应用的不同可选用不同容量和速度的芯片，在这里选用的是Intel的同步FLASH28F256L18，单片容量为32MB，采用1.8V单电源供电，封装形式为标准79脚的VFBGA，选用两片并联的方式，使FLASH的总线宽度达到32位。

两片FLASH的32条数据线分别连到PXA270的高16位地址和低16位地址上。

2.2系统电源设计

系统采用TPS65020为PXA270供电，此解决方案除了高效率之外还可以提供业界最佳的瞬态响应，且不会影响静态电源电流和效率，是便携设备处理器电源的理想解决方案。

2.2.1TPS65020芯片简介

TPS65020是德州仪器推出的一款电源转换芯片，该器件可以满足基于XScale的多媒体设备的电源需要。

TPS65020电源管理单元集成了高性能模拟构建块，可帮助由单节锂离子（Li-ion）电池供电的应用支持多种电压。

该器件带有三个具备集成FET的同步降压DC/DC转换器、三个线性稳压器（LDO）以及一个I2C通信接口，可实现全面的可编程性与内核电压的动态缩放。

2.2.2TPS65020供电原理

TPS65020包含的三个同步降压转换器在大负载电流时，一般运行在1.5MHZ固定频率的脉宽调制。

在轻负载电流时，转换器自动进入电源省电模式，并运行在脉冲频率调制。

VDCDC1转换器能传送1.2A的输出电流，VDCDC2转换器能传送1A的电流，VDCDC3转换器能传送800mA的电流。

三个转换器的输出电压是由DEFDCDC1，DEFDCDC2，DEFDCDC3三个管脚分别来设置。

本设计中将DEFDCDC1,DEFDCDC2,DEFDCDC3一并连接到VCC上，所以，VDCDC1,VDCDC2,VDCDC3的电压分别为3.3V，2.5V，和1.55V。

LDO1默认设置电压是1.3V，LDO2默认设置电压是1.1V。

它们分别为PXA270处理器的VCC-PLL和VCC-SRAM管脚提供电压。

3嵌入式系统软件设计

3．1GPS模块输出的信息的提取

GPS模块通电后，会自动搜索卫星信号，并把计算数据从串口输出。

所有GPS接收机以通用的NMEA格式输出数据。

NMEA-0183协议定义的语句较多，但常用且兼容性较广的语句只有：

$GPGGA、$GPGSA、$GPGSV、$GPRMC、$GPVTG、$GPGLL等。

如图2所示。

用串口连接宿主机与开发板的串口0。

宿主机进入Linux，打开Minicom终端。

设置波特率115200，8位数据，1位停止，无校验，无流控。

串口的设备文件为／dev／ttyS*，其中，ttyS0为串口1，ttyS1为串口2，以此类推。

在对串口通信之前，首先要对串口参数进行初始化、设置它的属性以保证通信双方的通信参数保持一致。

初始化完串口，就可以进行读取操作了。

由于GPS发送的数据类型都是以&GPGGA符

号开头，所以检测&GPGGA符号，进而进行下一步的处理。

关键代码如下：

3．2坐标转换

   GPS模块输出的地理坐标是WGS-84坐标系。

而国内地图一般是以54北京坐标系作高斯-克吕格平面投影。

所以必须作一个坐标转换，即将GPS坐标（WGS-84坐标系）转换到电子地图坐标（54北京坐标系）。

坐标转换的具体步骤如下：

（1）空间直角坐标转换成国家大地坐标，国家大地坐标转换成地图平面坐标。

（2）由于x，y的具体推算过程复杂，这里就不全部列举，其结果如下

   （3）地图平面坐标转换成屏幕坐标。

例地图比例尺为1：

k，窗口要显示的区域长、宽各为M和N，窗口像素点位A×B点，则定位数据xs，ys在窗口上坐标分别为

3．3电子地图重构

一般来说，电子地图包含的数据格式都不能直接用在嵌入式平台，所以需要对电子地图的数据进行提取、存储、重构。

目前主要使用的是桌面电子地图系统MapInfo，它是美国MapInfo公司的桌面地理信息系统软件，具有数据可视化、信息地图化的桌面解决方案。

MapInfo数据格式主要分为tab和mif两种格式。

MIF格式是MapInfo公司提供的一种与外界交换数据的机制。

它主要用于保存空间对象的几何数据。

将电子地图的数据读出后，再在嵌入式平台下，用绘图工具重新组成电子地图即可。

部分实现代码如下

4.仿真测试

点测试、线测试、面测试如图3所示。

5.结束语

   整个测距定位系统在PXA270嵌入式开发系统下完成，工程系统庞大，整个系统基本功能已实现。

由于本系统软硬件平台有较强的升级能力，许多指标与功能可以进一步完善与提高。

从GPS定位数据到电子地图数据的转换，需要一系列复杂的算法，这些算法有待进一步改进和简化，以提高系统运行效率和数据准确性。

参考文献

[1]魏雄，王仁波，林刚勇，付萍．基于PXA255的嵌入式系统的设计与实现［J］．计算机工程与设计，2005，9：

2420-2450。

[2]周志敏，周纪海．开关电源软启动电路的设计与应用［J］．电源世界，2004，12：

29-45。

[3]孔祥洪，李新慧，孙玉强．嵌入式系统中触摸屏交互功能模块设计［J］．微计算机信息，2006，12：

15-17。

[4]傅曦，陈黎，董磊，石卫华．WindowsCE嵌入式开发入门——基于XScale架构［M］．人民邮电出版社，2006，99-127。

（英文版）

Tworegulationspromulgatedforimplementationisinthepartyinpowerforalongtimeandtheruleoflawconditions,theimplementationofcomprehensivestrictlystrategicplan,implementationinaccordancewiththerulesanddisciplinetomanagetheparty,strengtheninner-partysupervisionofmajorinitiatives.Thetworegulationssupportingeachother,theadheretoapositiveadvocate,focusingonmoralityisofPartymembersandPartyleadingcadrescansee,enoughtogetahighstandard;aroundthepartydiscipline,disciplinaryrulerrequirements,listedas"negativelist,focusingonverticalgauge,drawthepartyorganizationsandPartymembersdonottouchthe"bottomline".Here,themainfromfoursquarefacetwopartyrulesofinterpretation:

thefirstpartintroducestwopartyRevisedregulationsthenecessityandtherevisionprocess;thesecondpartistheinterpretationofthetwofundamentalprinciplesoftherevisionoflawsandregulationsintheparty;thethirdpartintroducestwopartyregulationsmodifiedthemainchangesandneedstograspseveralkeyproblems;thefourthpartonhowtograsptheimplementationofthetworegulationsoftheparty.andrevisedthenecessityandrevisedhistoryoftheCPCCentralCommitteetheamendmenttotheChineseCommunistPartymembersandleadingcadreshonestpoliticsseveralguidelines>andcolumn1by2015tostrengthenpartylawsandregulationsfocus.TwopartyregulationsrevisionworklastedaYears,poolingthewisdomofthewholeparty,ideologicalconsensus,drawhistoricalexperience,respectforthewisdomofourpredecessors,whichreflectstheunityofinheritanceandinnovation;followthecorrectdirection,graspthelimitedgoals,adheretotheparty'sleadership,tosolvethemassesofthepeoplereflectafocusontheproblem.Thenewrevisionoftheand,reflectstheparty's18andtheeighthsessionofthethird,thespiritofthefourthplenarysession,reflectingtheexperienceofstudyingandimplementingtheGeneralSecretaryXiJinpingseriesofimportantspeech,reflectstheparty'seighteenyearscomprehensivestrictlypractice.（a）revisedtworegulationsofthepartyneedofinbasedonrevised,thepromulgationandimplementationofJanuary2010,tostrengthentheconstructionofthecontingentofleadingcadresplayanimportantrole.Butwiththepartytomanagethepartystrictlyadministeringthedeepening,hasnotbeenabletofullymeettheactualneeds.Contentistoocomplicated,"eightprohibition,52arenotallowedto"hardtoremember,andalsodifficulttoputintopractice;thesecondisconciselypositiveadvocatedbythelackofprohibitedprovisionsexcessive,noautonomyrequirements;thethirdisbannedtermsanddisciplinelaw,bothwiththepartydiscipline,disciplinaryregulationsrepeatandCriminallawandotherlawsandregulationsrepeat;thefourthisto"clean"thethemeisnotprominent,notfortheexistingproblems,andisnarrow,onlyneedleofcounty-levelleadingcadresabove.isin1997basedonrevision,inDecember2003thepromulgationandimplementation,tostrengthentheconstructionofthepartyplayveryimportantrole.Alongwiththedevelopmentofthesituation,whichmanyprovisionshavebeenunabletofullymeetthecomprehensivestrictlyadministeringthepracticeneeds.OneisJilaw,morethanhalfoftheprovisionsandcriminallawandothercountrieslawsandregulationsRepetition;twoisthepoliticaldisciplineregulationsisnotprominent,notspecific,forviolationofthepartyconstitution,damagetheauthorityofPartyConstitutionofmisconductlacknecessaryandseriousresponsibilitytopursue;thirdisthemaindisciplinefortheleadingcadres,doesnotcoverallPartymembers.Basedontheabovesituation,needtoandthetwoislikelytobemorerelevantregulationsfirstamendment.Byrevising,reallyputtheauthorityofPartydiscipline,theseriousnessinthepartytreeandcallupthemajorityofPartymembersandcadresofthepartyconstitutionofpartycompassespartyconsciousness.（II）twopartyregulationsrevisionprocesstheCentralCommitteeoftheCommunistPartyofChinaattachesgreatimportancetotworegulationsrevision.XiJinping,generalbooksrecordedintheFifthPlenarySessionoftheeighthsessionoftheCentralCommissionforDisciplineInspection,ontherevisedregulations<>madeclearinstructions.Accordingtothecentraldeployment,theCentralCommissionforDisciplineInspectionfrom2014undersixmonthsbeginstudytworegulationsrevision.TheStandingCommitteeoftheCentralCommissionforDisciplineInspection4reviewrevised.ComradeWangQishan14timesheldaspecialmeetingtostudytworegulationsrevision,amendmentclarifiesthedirection,majorissuesofprinciple,pathandtarget,respectivelyheldaforumwilllistentopartoftheprovince（area）secretaryofthePartycommittee,SecretaryoftheDisciplineInspectionCommission,partofthecentralministriesandstateorgansDepartment

Thefirstpartycommitteeismainlyresponsibleforpeople,viewsofexpertsandscholarsandgrassrootspartyorganizationsandPartymembers.ApprovedbytheCentralCommitteeoftheCommunistPartyofChina,on7September2015,thegeneralofficeoftheCentralCommitteeofthePartyissuedanoticetosolicittheprovinces（autonomousregions,municipalities）Party,thecentralministriesandcommissions,stateministriesandcommissionsoftheParty（party）,theGeneralPoliticalDepartmentofthemilitary,every3peopleorganizationofPartyoftworegulationsrevisionopinion.CentralCommissionforDisciplineInspectionofextensivesolicitationofopinions,carefulstudy,attracting,formedarevisedsentreviewers.InOctober8andOctober12,Cent