電路連連看：雙向通信測試測量電路模塊的設(shè)計(jì)

本文所設(shè)計(jì)的模塊是建立在GPRS通信網(wǎng)絡(luò)、各種搭載傳感器設(shè)備等技術(shù)平臺、北斗衛(wèi)星通訊定位系統(tǒng)之上，實(shí)現(xiàn)對各種參數(shù)的設(shè)定，例如氣象參數(shù)及海洋水文參數(shù)。具有低功耗、低成本、微型化、接口豐富、可靠性高的特點(diǎn)。

以完善的北斗衛(wèi)星通訊定位系統(tǒng)、GPRS通信網(wǎng)絡(luò)以及各種搭載傳感器設(shè)備等技術(shù)平臺為依托，具有測量風(fēng)、溫、濕、壓等氣象參數(shù)和采集海流、鹽度、化學(xué)及其它所需的海洋水文參數(shù)，目標(biāo)定位，緊急警情上報(bào)，信息發(fā)送，統(tǒng)計(jì)報(bào)表等完善功能的測報(bào)儀器設(shè)備的研發(fā)有著更加廣闊的應(yīng)用前景。本文提出了一種雙向通信電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。具有低功耗、微型化、接口豐富、可靠性高等特點(diǎn)，可提供船舶定位、海上通信、遇險(xiǎn)求救等多種功能服務(wù)，可提升安全防范能力，因而對相關(guān)行業(yè)主管部門具有重要意義。

ARM9處理器S3C2440A

基于ARM920T內(nèi)核的S3C2440A作為系統(tǒng)中央處理器，配備128M的SDRAM，256M的NAND FLASH和16M的NOR FLASH，以應(yīng)對嵌入Linux操作系統(tǒng)所消耗的內(nèi)存。S3C2440A集成了MMC/SD卡讀寫控制器，LCD與觸摸屏接口，3路UART串口，1路主控與1路從動USB接口，1個(gè)IDE接口可掛接大容量硬盤，實(shí)時(shí)時(shí)鐘，AC‘97音頻接口、多至130個(gè)通用IO口等眾多硬件資源。S3C2440A內(nèi)部集成的3路串口可通過外接簡單的RS232電平轉(zhuǎn)換芯片，分別連接北斗衛(wèi)星通訊定位終端、GPRS模塊和風(fēng)傳感器。此外，ARM9處理器S3C2440A通過內(nèi)部集成的兩路SPI接口可外接16位ADC，以外接溫度、濕度、鹽度、壓力等傳感器。S3C2440A的通用IO口作為開關(guān)量輸入檢測和輸出控制接口，并可根據(jù)用戶需求進(jìn)行擴(kuò)展。與此同時(shí)，S3C2440A 還可滿足連接以太網(wǎng)控制器，USB外設(shè)，電子羅盤、海流計(jì)、水聲傳輸?shù)瓤蓴U(kuò)展應(yīng)用需求。

北斗衛(wèi)星通訊模塊電路設(shè)計(jì)

北斗衛(wèi)星通訊模塊電路的設(shè)計(jì)可以從信號接收、信號處理及功能界面顯示三個(gè)層次加以展開，相對應(yīng)采用性價(jià)比高的北斗衛(wèi)星通訊終端，并設(shè)計(jì)出串口通訊電路與 LCD液晶顯示電路。北斗衛(wèi)星通訊模塊可選用UM220模塊，該模塊支持北斗二代(BD2)與GPS雙系統(tǒng)導(dǎo)航授時(shí)，具有尺寸小(僅 40×30×3.7mm)、功耗低(僅350mW)、集成度高等優(yōu)點(diǎn)，該模塊三維定位精度為3m，速度精度為0.1m/s，數(shù)據(jù)更新率可達(dá)1Hz。UM220還配有衛(wèi)星顯控軟件CDT(ControlDisplay Tool)，該軟件提供簡約的圖形用戶界面，可便捷地控制衛(wèi)星接收機(jī)并進(jìn)行功能能夠設(shè)置，獲取所需信息。北斗衛(wèi)星通訊模塊電路主要包括 UM220接口、天線、后備電源、復(fù)位及串口通訊電路，其電路原理圖如圖1所示。

ARM9處理器S3C2440A的串口0引腳TXD0、RXD0與 UM220的RXD3、TXD3相連接構(gòu)成串口通訊電路。S3C2440A的引腳GPE0與UM220的PPS引腳連接，可接收UM220輸出的脈寬與極性可調(diào)的PPS信號;S3C2440A的引腳GPE1可編程。GPRS模塊電路設(shè)計(jì)

測報(bào)儀主要依賴衛(wèi)星通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊與定位，為降低測報(bào)儀系統(tǒng)功耗及運(yùn)營成本，則可選用GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊。GPRS模塊外圍應(yīng)用電路設(shè)計(jì)包括模塊啟動電路、數(shù)據(jù)通信電路、語音通信電路及SIM卡應(yīng)用電路。GPRS模塊可選用西門子公司的MC55。MC55是西門子公司推出的新一代。

16位ADC電路設(shè)計(jì)

S3C2440A可通過自身的SPI接口級聯(lián)多片高精度快速16位ADC芯片，以實(shí)現(xiàn)溫度、濕度、鹽度、壓力等多種傳感器模擬信號的采集與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。16位ADC芯片選用ADI公司的AD7798，AD7798具有適合高精度測量應(yīng)用的低功耗、低噪聲、完整模擬前端，內(nèi)置一個(gè)低噪聲16位Σ-Δ型ADC，其中含有3個(gè)差分模擬輸入，還集成了片內(nèi)低噪聲儀表放大器，因而可直接測量輸入小信號。圖6中給出了S3C2440A通過SPI接口連接1片AD7798，用以測量。