基于TMS320F2812物探GPS接收機(jī)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)
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1．2 DSP核心處理模塊設(shè)計
為滿足接收機(jī)系統(tǒng)具備定位速度快，可靠性高及實(shí)時性的要求，選用DSP芯片作為中央處理單元的核心，根據(jù)中央處理單元對運(yùn)算量的需求數(shù)據(jù)本身結(jié)構(gòu)(要求處理的有效數(shù)字最大為11位)，綜合考慮DSP芯片的運(yùn)算速度、運(yùn)算精度、DSP芯片的硬件資源及開發(fā)工具、功耗及價格等因素。
選用了TI公司的TMS320F2812芯片作為主處理器，主要基于以下幾點(diǎn)考慮：
(1)它的主頻高，時鐘頻率可達(dá)150 MHz，可以滿足系統(tǒng)的需要；
(2)本身具有的大容量片內(nèi)FLASH可方便系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)、降低成本；
(3)有著較多通用I／O口可以靈活配置，可以很方便地實(shí)現(xiàn)與其他器件接口；
(4)TMS320F2812芯片系統(tǒng)采用高性能靜態(tài)CMOS技術(shù)，功耗非常低。
1．3 存儲、顯示和控制單元
為了能實(shí)時提供給用戶定位信息，本文設(shè)計中采用LCD液晶顯示屏和SD卡存儲器作為人機(jī)對話窗口。能實(shí)時、快速地輸出定位信息，通過軟件編程設(shè)計了簡單方便的、友好的人機(jī)操作界面。測量時可按照簡單的操作提示進(jìn)行。另外，還可以將必要的數(shù)據(jù)存入SD卡存儲內(nèi)部設(shè)備，方便后續(xù)查詢。
2 系統(tǒng)軟件設(shè)計
本文所設(shè)計的軟件程序采用C語言和匯編語言進(jìn)行混合編程，對每一個功能模塊的子程序進(jìn)行編譯和調(diào)試。程序設(shè)計主要部分包括：主程序部分；接收子程序；數(shù)據(jù)處理子程序；存儲部分子程序。所設(shè)計的具體軟件流程如圖3所示。本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/197476.htm
(1)主程序部分：主要完成DSP的CPU初始化、建立中斷向量表、SD卡初始化、給OEM板初始化等，還有對各個子程序進(jìn)行調(diào)用。
(2)接收子程序：使程序指向接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)首地址，讓DSP處于讀接收狀態(tài)。當(dāng)新月-HC12A OEM板接收到一幀信號時，就引串口接收中斷，將中斷信號送給DSP的中斷控制器，在其判斷中斷源后，DSP就會找到與之相應(yīng)的中斷服務(wù)程序的入口地址。采用中斷方式接收OEM板發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，一直等待接收到的字符是一幀數(shù)據(jù)的有效開始字符，判斷特征字“$GPG-GA”后再接收信息內(nèi)容，若符合就接收；否則就放棄，再重新判斷。當(dāng)接收到在收到“CR>LF>”字符后結(jié)束接收，將結(jié)尾字符前的所有字符依次保存到一個接收緩沖數(shù)組內(nèi)，并在接收完一幀數(shù)據(jù)后，調(diào)用數(shù)據(jù)處理子程序。
(3)數(shù)據(jù)處理子程序：先緩沖接收到的數(shù)據(jù)，將接收到的有效幀數(shù)據(jù)進(jìn)行提取和轉(zhuǎn)換處理，以“，”為標(biāo)記進(jìn)行分離數(shù)據(jù)分別，提取并判讀第1，2，4，9個逗號，就能提取到對應(yīng)的時間、經(jīng)度、緯度、高度等信息。所得到的經(jīng)緯度的信息是ddmm．mmmmm格式，其是字符型需要轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制的。另外，由于時間標(biāo)準(zhǔn)的不同，要得到北京時間還需對提取的時間信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理。若需要坐標(biāo)轉(zhuǎn)換則應(yīng)調(diào)用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換子程序。處理完后將有用的信息送至LCD顯示。
(4)存儲部分子程序：對于收到的數(shù)據(jù)，提取處理后，將數(shù)據(jù)存放到緩存中，當(dāng)緩存中存滿512 b后，就將其寫入到SD卡里，以備事后處理。
3 測試結(jié)果分析
3．1 靜態(tài)測試方案與分析
將GPS天線用三角架放置在樓頂上，進(jìn)行了4次天線在不同位置的實(shí)驗(yàn)，所有靜態(tài)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集時間均持續(xù)5 min(300個數(shù)據(jù)點(diǎn))，記錄每個時間段對應(yīng)的位置數(shù)據(jù)的文件。提取其中標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)的經(jīng)緯度信息，可得到其位置分布如圖4所示。
從圖4可以清楚地看出，雖然存在一些離群點(diǎn)，但是數(shù)據(jù)的密集程度還是比較高。經(jīng)計算，經(jīng)度方向主要集中在114.394 196°～114.394 205°，相差大約在O．000 009°(O．863 2 m)；緯度方向主要集中在30．521 599°～30．521 604°，相差只是大約在O．000 005°(0．554 7 m)。從以上數(shù)據(jù)分析結(jié)果來看，在天氣情況較好的情況下，單點(diǎn)定位的平面誤差小于1 m。
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