車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計

3 ARM控制模塊
嵌入式開發(fā)的硬件平臺的選擇主要是嵌入式處理器的選擇，在一個系統(tǒng)中使用什么樣的嵌入式處理器內(nèi)核主要取決于應(yīng)用的領(lǐng)域、用戶的需求、成本、開發(fā)的難易程度等因素。確定了使用哪種嵌入式處理器內(nèi)核以后，接下來就是結(jié)合實際情況，考慮系統(tǒng)外圍設(shè)備的需求情況，選擇一款合適的處理器。在本設(shè)計中，數(shù)據(jù)處理和控制模塊是車載端的核心控制部件,它是一個基于ARM微處理器的嵌入式系統(tǒng)，它的主要功能是進行數(shù)據(jù)處理和控制車載端的各組成部分，并按照通信協(xié)議的要求，執(zhí)行相應(yīng)的操作。該系統(tǒng)包括CPU存儲器、I/O接口以及各種控制邏輯電路等。結(jié)合目前民用車輛的實際情況，選取了STR710FZ2T6微處理器，它采用高性能的32位結(jié)構(gòu)，具有高密度的16位指令集和低功耗的特點，將處理器內(nèi)核與片內(nèi)高速存儲器和多項外圍功能結(jié)合在一片微處理器上，為大量的計算機嵌入式控制應(yīng)用提供了靈活的低成本的解決方案。

4 GPS模塊
系統(tǒng)采用的GPS模塊通過異步串行通信方式與微處理器控制模塊進行通信。在硬件連接上 只需連接兩個信號線 TXD、RXD和地線即可進行數(shù)據(jù)傳輸。

串行通信采用較高的通信電壓±5～±15V，常采用±10V和±12V，而且為負邏輯電平，即邏輯0電平規(guī)定為+5～+15V，邏輯1電平規(guī)定為-15～-5V，因此標準串行接口與TTL／CMOS電平之間必須經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換。
在設(shè)計中，串行通信接口采用美信公司的MAX232作為轉(zhuǎn)換芯片。MAX232可以轉(zhuǎn)換兩組串行信號，在本設(shè)計中只轉(zhuǎn)換一組，TXD2與RXD2和外設(shè)GPS連接，MCU_RXD與MCU_TXD和ARM處理器連接。MAX232芯片外接的四個lμF的充電電容，芯片外接5V電壓即可工作。

圖4 顯示模塊

5 顯示模塊
本設(shè)計中采用TG160128液晶顯示模塊，用直接訪問方式。將內(nèi)置6963控制器的液晶顯示模塊直接與STR710FZ2T6的P0和P2口相連。顯示模塊的讀和寫由ARM的讀寫操作信號控制。然后再向Frame Buffer輸出接收到的并經(jīng)過處理的導(dǎo)航信息。這時顯示屏上就可以顯示定位點精確的經(jīng)度、緯度及本地時間了，具體電路如圖4所示。

軟件設(shè)計
1 軟件數(shù)據(jù)設(shè)計
導(dǎo)航軟件中的數(shù)據(jù)主要是導(dǎo)航地圖的空間數(shù)據(jù)，主要由與導(dǎo)航需求相關(guān)的一些信息組成，包括道路網(wǎng)幾何形狀、道路等級和服務(wù)設(shè)施等。

2 軟件系統(tǒng)設(shè)計
導(dǎo)航軟件是以導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的。針對導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫的操作行為，從功能上將導(dǎo)航軟件分為具有導(dǎo)航功能的部分和具有瀏覽功能的部分。

3 軟件界面設(shè)計
如前所述，從大的功能上導(dǎo)航軟件分為具有瀏覽功能的部分和具有導(dǎo)航功能的部分。因此也設(shè)計了兩種不同的界面：瀏覽界面和導(dǎo)航界面。

圖6 線程圖

4 嵌入式軟件設(shè)計

該嵌入式系統(tǒng)采用μC/OSII操作系統(tǒng)，由于MCU的處理功能有限，所以在具體的軟件實現(xiàn)過程中采用多線程技術(shù)，如圖6所示。