基于S3C2440A和Win CE的嵌入式導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)

王龐偉,夏路易

摘 要:衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)現(xiàn)已漸漸成為人們?nèi)粘Ｉ畹囊徊糠?。介紹基于ARM920T內(nèi)核的微處理器S3C2440A和Win CE 5.0操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)嵌入式導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)。重點(diǎn)講述UART接口的iTra300芯片在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)GPS定位和導(dǎo)航的方法,最終設(shè)計(jì)結(jié)果已滿(mǎn)足日常需要。這里將UART接口芯片用于GPS接收,大大降低了系統(tǒng)設(shè)計(jì)難度,提高了定位精度。

關(guān)鍵詞:嵌入式導(dǎo)航系統(tǒng);S3C2440A;Win CE5.0;iTrax300;GPS;ARM920T

中圖分類(lèi)號(hào):TP271+.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

文章編號(hào):1004-373X(2009)12-031-02

Design of Embedded Navigation System Based on S3C2440A and Win CE

WANG Pangwei,XIA Luyi

(Taiyuan University of Technology,Taiyuan,030024,China)

Abstract:Nowadays,navigation system has became one part of our daily life.The thesis introduces the design of embedded navigation system based on S3C2440A with the kernel of ARM920T and the embedded operating system of Win CE 5.0.The Method of orientation and navigation with the iTra300 of UART interface is introduced,the results meet the need of daily life.Application of the chip with UART interface lowers the difficulties of design and improves the precision of orientation.

Keywords:embedded navigation system;S3C2440A;Win CE5.0;iTrax300 GPS;ARM920T

如今,隨著人們現(xiàn)代化生活節(jié)奏的加快和當(dāng)今城市化速度的不斷膨脹,迫使越來(lái)越多的人必須在緊湊的時(shí)間及地點(diǎn)進(jìn)行工作,不僅導(dǎo)致交通網(wǎng)絡(luò)日益復(fù)雜,也使人們必要的移動(dòng)性越來(lái)越呈頻繁趨勢(shì),這使得每個(gè)人對(duì)空間信息有了更多的依賴(lài),迫切要求導(dǎo)航系統(tǒng)走入每個(gè)人的生活。基于S3C2440A微處理器和Win CE 5.0嵌入式操作系統(tǒng),設(shè)計(jì)了一套可靠且實(shí)用的嵌入式導(dǎo)航系統(tǒng),所提供的功能可以滿(mǎn)足人們現(xiàn)階段日常生活的需要。

1 嵌入式導(dǎo)航系統(tǒng)主要組成

嵌入式導(dǎo)航系統(tǒng)由硬件層、軟件層和中間層組成。硬件層主要由一片嵌入式處理器核心控制模塊,再加上外圍的功能模塊組成;軟件層主要由系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件組成,其中系統(tǒng)軟件主要指嵌入式操作系統(tǒng),應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象的控制功能;中間層也稱(chēng)為板級(jí)支持包(BSP),它將上層軟件和底層硬件分離開(kāi)來(lái),使系統(tǒng)的底層驅(qū)動(dòng)與硬件無(wú)關(guān)。

2 嵌入式導(dǎo)航系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)

構(gòu)成嵌入式導(dǎo)航系統(tǒng)的硬件核心是S3C2440A微處理器。它是一款A(yù)RM920T的內(nèi)核RISC處理器。外接部分包括:存儲(chǔ)模塊SDRAM,NAND FLASH,SD卡;輸入模塊有GPS模塊、矩陣鍵盤(pán)模塊;接口模塊中包括:RS 232,USB。GPS嵌入式導(dǎo)航系統(tǒng)硬件組成如圖1所示。

圖1 嵌入式導(dǎo)航系統(tǒng)硬件組成

2.2 GPS核心模塊電路設(shè)計(jì)

該導(dǎo)航系統(tǒng)上使用的GPS接收芯片是芬蘭Fastrax公司的iTrax300 GPS接收芯片。iTrax 300是具有可編程N(yùn)EMA協(xié)議的OEM GPS接收芯片,具有極低功耗、最少的硬件設(shè)計(jì)等特點(diǎn)。模塊與S3C2440A接口電路如圖2所示。其中,RX_GPS,RX_GPS接入U(xiǎn)ART端。

3 嵌入式導(dǎo)航系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)軟件由嵌入式系統(tǒng)軟件(Win CE 5.0)和應(yīng)用軟件(GPS導(dǎo)航軟件)組成。

圖2 iTrax 300 GPS接收芯片的模塊電路原理圖

3.1 Win CE 5.0嵌入式操作系統(tǒng)的構(gòu)建

Windows CE是Microsoft公司針對(duì)有限資源的平臺(tái)而設(shè)計(jì)的多線程、完整優(yōu)先權(quán)、多任務(wù)、可裁減的32位嵌入式操作系統(tǒng)。Platform Builder 5.0 是基于 Windows CE 5.0平臺(tái)下嵌入式操作系統(tǒng)定制的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境。它提供了所有進(jìn)行設(shè)計(jì)、創(chuàng)建、編譯、測(cè)試和調(diào)試 Windows CE 5.0操作系統(tǒng)平臺(tái)的工具。Platform Builder 5.0開(kāi)發(fā)Windows CE 5.0的流程為定制內(nèi)核,導(dǎo)入硬件BSP,裁剪模塊,生成NK鏡像文件和導(dǎo)出SDK。

3.2 Win CE操作系統(tǒng)下的應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)

應(yīng)用軟件是基于Win CE 5.0嵌入式操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的導(dǎo)航軟件應(yīng)用程序,用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象的控制功能。導(dǎo)航軟件需要提供一個(gè)友好的人機(jī)界面,同時(shí)配合多功能電子地圖,完成對(duì)GPS信號(hào)的解析和定位;最終將路徑規(guī)劃和語(yǔ)音導(dǎo)航功能映射到整個(gè)系統(tǒng)的硬件和軟件的設(shè)計(jì)過(guò)程中。Embedded Visual C++4.0下編寫(xiě)GPS導(dǎo)航軟件設(shè)計(jì)流程如圖3所示。

圖3 嵌入式導(dǎo)航軟件設(shè)計(jì)流程

應(yīng)用軟件編輯好后,建立PC機(jī)與嵌入式系統(tǒng)的ActiveSync連接,將導(dǎo)航軟件移植到Win CE 5.0操作系統(tǒng),最終實(shí)現(xiàn)界面如圖4所示。用戶(hù)根據(jù)導(dǎo)航軟件的當(dāng)前位置,確定現(xiàn)在所處的方位,通過(guò)矩陣鍵盤(pán)的輸入目的地。導(dǎo)航軟件可進(jìn)行路徑規(guī)劃和語(yǔ)音導(dǎo)航。

圖4 導(dǎo)航軟件最終實(shí)現(xiàn)界面

4 結(jié) 語(yǔ)

這里從硬件、軟件兩部分入手,簡(jiǎn)述了嵌入式導(dǎo)航系統(tǒng)的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程,涉及到S3C2440A,Windows CE5.0和GPS模塊在系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)的可運(yùn)用在手持式、車(chē)載式衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中,使人們?nèi)粘Ｉ钪谐鲂懈颖憬?行車(chē)更加安全,有廣闊的應(yīng)用前景。

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