GPS-G03A(H)模块在ARM系统中的应用

2013-04-12李晓强

科技视界 2013年14期

李晓强

（西安理工大学高等技术学院，陕西西安 710082）

0 引言

当前GPS技术在我国主要应用于大地测量、工程测量、地球动力学、海洋测量和水下地形测绘等。此外，在军事国防、智能交通、农业气象、环境监测、航天航空、物理探矿、姿态测定等领域，也都开展了GPS技术的研究和应用[1]。目前，此类系统以单片机和DSP作为主控器较多。进入本世纪以来，由于ARM处理器的高速发展，及其与单片机相比具有32位的内核、较高的运算速度、丰富的片内集成以及较强的运算能力的特点，同时其结构的简单使ARM内核非常小，相对DSP器件的功耗也非常低[1]。因此本文使用ARM作为主控器与GPS－G03A(H)构建系统。

1 系统总体构成

系统主要由计算机主控芯片LPC2214、GPS－G03A(H)、外扩存储器、通讯接口、电源以及其它工作所需其他辅助电路组成构成。

2 GPS-G03A(H)特性

GPS－G03A(H)是一款超低功耗的GPS天线接收一体机，内置UBLOX公司的小型封装GPS模块LEA－4H和接收天线，提供一路 3V（兼容 5V TTL输入电平）串口，支持 3.15到 5.25V范围内的工作电压输入以及一路 RS232标准串口，并支持灵敏度、串口通讯波特率设置[2]。LEA－4H内集成CPU可直接解算出经纬度，时间和速度等信息，在接收到卫星信号数目足够（>4个）的情况下还能给出海拔高度和绝对高度信息，定位结果从串口输出。其信号输出格式兼容NEMA和UBX Binary等多种数据输出格式，默认为NEMA输出，协议数据解释见表1所示。

表1 NMEA协议GPGGA格式说明

3 通讯接口设计

GPS－G03A(H)与LPC2214以RS232串口形式传输数据。LPC2214包含两个UART异步串行通讯接口，分别为UART0和UART1，其结构和寄存器符合16C550工业标准。[3]由于UART使用的是TTL定义的高低电平，与RS232定义的高低电平完全不同。RS232标准采用负逻辑方式，标准逻辑“1”对应－3V～15V 电平，标准逻辑“0”对应+3V～+15V 电平。LPC2214采用的 TTL标准逻辑“1”对应+2V～+3.3V 电平，标准逻辑“0”对应+0V～+0.4V电平.所以在应用时我们要使其进行通讯必须进行电平信号的转换。由于系统电源为3.3V所以我们选择工作电压为3.3V的SP323E芯片进行UART的TTL电平与RS232通讯的转换。接口扩展如图1所示。

图1 扩展串口电路

4 通讯

LPC2214芯片共2个UART串口UART0和UART1，使用时对串口进行初始化设置，根据与之通讯的设备通过相应寄存器设置通讯波特率（例如我们选用GPS接收机采用波特率为9600），当波特率设置不正确时一般无法通讯，但有时也会收到一系列错误信息要注意辨别。串口工作模式（8位数据位，1位停止位，无奇偶校验），通过UxLCR进行设置。初始化完成后就可以编程进行数据的接收和发送，根据我们选用GPS接收机实际情况对UART0接收数据进行判断是否GPGGA格式，然后进行存储，通过UART1发送到上位机进行显示以判断数据正确性。

在使用时，GPS需要通过其设置软件u－center对其发送数据格式以及通讯波特率进行设置，我们设置数据格式为NMEA－GPGGA，波特率9600。打开软件左上角第三行工具栏中方波形状图标可设置波特率，数据格式可在左栏中进行设置，设置值存入模块就可以对模块数据进行接收。