基于ARM的GPS定位信息显示器的软件设计.doc
- 文档编号:2490759
- 上传时间:2022-10-30
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基于ARM的GPS定位信息显示器的软件设计.doc
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摘要
摘要
随着计算机技术,微电子技术和网络技术的迅速发展,嵌入式系统技术是电子产品设计领域最为热门的技术之一。
在消费电子、网络通信、工业控制等诸多领域得到了广泛的应用。
ARM处理器是目前公认的领先的32位嵌入式RSIC微处理器,已成为许多行业嵌入式解决方案的RISC标准。
ARM技术以低功耗,低成本、体积小等诸多优点在嵌入式领域获得更广泛的应用。
GPS是以卫星为基础的无线导航定位系统。
它具有全能性(陆地、海洋、航空和航天)、全球性、全天候、连续性和实时性的导航、定位和定时的功能,能为用户提供精密的三维坐标、速度和时间。
本设计将阐述LPC2292的启动程序、串口UART0通讯程序、I2C通讯程序和GPS数据解码程序,重点介绍LPC2292串口UART0、I2C部件和NMEA-0813协议,在LCD显示方面介绍如何使用ZLG/GUI编写菜单界面,本软件能正确的对GPS信息进行解码,并在液晶上显示。
关键词:
LPC2292、GPS接收器、I2C、NMEA-0813协议
I
Abstract
Abstract
Withthedevelopmentofthecomputertechnology,microelectronicsandnetworktechnology,embeddedsystemisoneofthemostpopulartechnologyofthefieldofelectronicproductdesign.Embeddedsystemisadoptedinthefieldsofconsumerelectronics,networkcommunication,industrialcontrolandsoon.ARMprocessorisakindofadvance32-bitmicroprocessorembeddedRISC,ithavebecomedembeddedRISCstardardofsolutionformanyindustries.ARMtechnologyhavelow-power,low-cost,smallsizeandmanyotheradvantages,soitappliedinthefieldofembeddedsystemwidely.
GPSisaWirelessnavigationandpositioningsystembasedonSatellite.Ithasthefunctionofomnipotent(terrestrial,marine,aviationandaerospace),aglobal,all-weather,continuityandattachmentofnavigation,positioningandtiming,itcanprovideforthecustomerSophisticatedthree-dimensionalcoordinates,speedandtime.
Thisarticleexpoundthathowtoprogramfor2292Bootloader、serialUART0communication、I2Ccommunication.AndGPSdatadecode,andintroduceLPC2292emphasisonserialUART0、I2CandNMEA-0813protocol,andintroducehowtouseZLG/GUIprogrammenuinterfaceinthepartoflcddisplay.ThissoftwarecandecodeGPSdataaccuracyanddisplayontheLCD.
Keyword:
LPC2292、GPSreceiver、I2C、NMEA-0813protocol
II
目录
目录
绪论 1
2总体方案设计 2
2.1设计任务 2
2.2硬件设计 2
2.3软件设计 3
3各模块程序设计 5
3.1Bootloader代码 5
3.1.1初始化中断向量 6
3.1.2初始化外部总线控制器 7
3.1.3堆栈初始化 8
3.1.4目标板初始化 9
3.2 移殖μCOS-Ⅱ到LPC2292 12
3.2.1编写OS_CUP.h 13
3.2.2OS_CPU_C.c文件 15
3.2.3OS_CPU_A.S文件 15
3.2.4中断及时钟节拍 17
3.3信息解码程序设计 18
3.3.1NMEA-0183的协议标准 18
3.3.2GPS数据结构的定义 20
3.3.3GPS信息解码程序设计 23
3.4串口驱动程序 23
3.4.1串口结构图 23
3.4.2串口的初始化 24
3.4.3串口接收数据程序设计 25
3.5键盘处理程序 27
3.5.1I2C总线 27
3.5.2I2C总线速度的配置 34
3.5.3ZLG7290 34
3.6液晶显示程序的设计 36
4软件的调试 38
4.1软件调试流程 38
4.2调试结果 38
结束语 39
致谢 40
参考文献 41
附录 42
III
广西工学院2008届毕业设计基于ARM的GPS定位信息显示器的软件设计
绪论
GPS卫星导航定位技术是现代信息通信领域中一门新兴的技术。
GPS系统的空间部分由24颗卫星组成,均匀分布在6个轨道面上,地面高度为20200公里,轨道倾角为55度,扁心率约为0,周期约为12小时,卫星向地面发射两个波段的载波信号,载波信号频率分别为1575.442兆赫兹(L1波段)和1227.6兆赫兹(L2波段),卫星上安装了精度很高的原子钟,以确保频率的稳定性,在载波上调制有表示卫星位置的广播星历,用于测距的C/A码和P码,以及其它系统信息,能在全球范围内向任意多用户提供高精度的、全天候的、连续的、实时的三维测速、三维定位和授时。
GPS系统的控制部分由设在美国本土的5个监控站组成,这些监控站不间断地对GPS卫星进行观测,并将计算和预报的信息由注入站对卫星信息更新。
GPS系统的用户是非常隐蔽的,它是一种单程系统,用户只接收而不必发射信号,因此用户的数量也是不受限制的。
目前,中国卫星导航技术应用领域十分广阔,传统测量应用及军工相关应用的比例在逐年下降,应用已渗透到许多崭新的行业。
通信行业用GPS做时间同步测控;电力、有线电视、城市地下管道采用GPS布设线路;交通、运输部门用GPS等相关集成技术营建ITS系统和监控系统;公安、银行、医疗、消防等用GPS营建紧急救援或报警系统;汽车、船舶用GPS导航;GIS数据提供商用GPS采集地理信息相关数据,并提供位置信息相关服务(LBS);广播电视行业用GPS与罗盘制造卫星电视定向接收天线;电子商务领域,GPS甚至应用于CRM客户管理和物流配送体系中;而电脑制造商、通讯设备商正在推动通讯、电脑、GPS一体化的各类移动信息终端应用。
现实的应用已经使卫星导航技术从专业化领域走向了大众化应用的广阔前景,这也使得卫星导航技术逐渐成为通信、互联网之后的第三个IT新增长点。
中国卫星导航产品与服务一直呈现强劲增长的势头。
据有关部门统计,GPS接收机相关产品的拥有量8万台左右,航海型约有5万台左右,应用数量最多;车载型以每年200%的速度递增,发展最快;手持型各类个人消费终端产品形态极为丰富,最具诱惑力。
本设计主要研究对基于NMEA-0813协议的GPS信息解码程序的设计,程序可以对RMC(推荐定位信息)、GGA(固定数据输出信息)、GSA(当前卫星信息)进行精确的解码,并能在液晶显示器显示经度、纬度、日期、时间等信息。
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广西工学院2008届毕业设计基于ARM的GPS定位信息显示器的软件设计
2总体方案设计
2.1设计任务
本软件设计的所需完成的任务是:
(1)通过编写GPS信息解码程序,能对GPS信息进行正确的解码;
(2)通过移值ZLG/GUI,设计菜单操作界面,方便用户操作,并显示详细的GPS信息。
2.2硬件设计
本设计要求微处理器能提供串口接收GPS模块输出的信息,并有较强的运算能力及高的处理速度使得菜单界面显示效果好。
目前,ARM所提供的16/32位嵌入式RISC内核主要有以下几个系列产品:
ARM7、ARM9、ARM10E、ARM11和SecurCore、StrongARM和Xscale等。
ARM7TMDI属于低端的ARM处理器,其最高主频可达130MIPS(MillionInstructionsPerSecond),高速的运算能力能胜任绝大多数复杂的应用。
本次设计采用LPC2292作为微处理器,其最高主频为60MHz,足以胜任本次设计任务,LPC2292有256kB片内Flash,为本次设计提供了足够的程序存储空间,可以不用扩展外部Flash。
虽然LPC2292有16kB的片内RAM,但是仍然不够用,因为本设计所移植的uCOS_II操作系统和ZLG/GUI共生成了7kB多的Data,必须为每一个任务分配足够的堆栈空间和声明存放GPS信息的数组,加上定义必要的变量将增加大约6kB的Data,使16kB的RAM剩余不多。
考虑到以后能容易的添加新的功能,本设计采用外部RAM储存程序变量,具体芯片选用高速访问时间达10ns、高性能和低功耗的IS61LV25616AL,该芯片是美国ISSI公司生产的SRAM(静态RAM),存储容量是512kB,这为以后扩展功能提供极大的发挥余地。
本设计采用ZLG7290作为键盘接口,ZLG7290是标准的I2C接口
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- 关 键 词:
- 基于 ARM GPS 定位 信息 显示器 软件设计