嵌入式系统大作业

基于嵌入式系统的车载GPS导航系统的设计1设计目的与功能1.1设计目的随着人们经济基础增强，安全意识增强的基础上，很多人都会选择车载GPS导航设备，所以制造功能强大，价格低廉的车载GPS导航设备是有很大市场和发展前景的。由于导航仪投入小,外壳模块、芯片等材料市场供应量大,这也是我选择设计车载GPS导航设备的理由。为了满足不同用户的不同需求，我想设计一款内置四维地图系统。1.2设计功能1提供准确无误的全3D实景导航；2附带全国沿途咨询；3具有视频、音乐播放等娱乐功能。2．需求分析调研2.1产品的硬件组成（型号、类型、电气特性、选择的理由等）（1）处理器：S3C2440A400MHz，S3C2440A是三星公司生产推出的基于ARM920T的32位RISC嵌入式微处理器，S3C2440A采用了ARM920T的内核，0.13um的CMOS标准宏单元和存储器单元。采用ARM920TCPU内核支持ARM调试体系结构。（2）储存模块：SDRAM,K4M561633-75,64MByteNandFLASH,K9F1208G64MByte同步动态随机存储器，工作需要同步时钟，内部的命令的发送与数据的传输都以它为基准；存储阵列需要不断的刷新来保证数据不丢失；数据不是线性依次存储，而是自由指定地址进行数据读写。（3）音频模块：PHILIPS公司的UDA1341TS是一块功能强大的专用语音处理芯片。本设计使用的AT91RM9200处理器具有一个IIS音频接口，此接口采用DMA方式传输数据。用DMA接口传输数据，不仅可以降低CPU负担，还可以节省系统的软件设计时间，降低编程难度。（4）显示模块：CH7005，是薄膜晶体有源阵列显示器。一个LCD控制器，液晶显示屏。功能：具有双通道DMA通道。编码像素点是16位。色彩还原性好，显示清晰。（5）GPS模块;GPS1050，使用台湾久元电子生产的，体积小，性能高，功耗小，有串行接口。２（6）电源模块，该系统需要5V直流稳压电源为CH7005供电，1.25V直流电源为CPU供电。3硬件设计3.1硬件组成框图图1硬件组成框图3.2各硬件引脚图处理器：S3C2440A图2处理器：S3C2440AS3C2440A可以直接和CMOS图像传感器OV9650连接，如图2所示。OV9650的PWDN引脚与S3C2440A的GPG12引脚相连，这样可以控制OV9650的工作状态。本文采用YCbCr３格式，数据线D2～D9与S3C2440A的CAMDATA0～CAMDATA7相连。S3C2440A数据总线DATA0～DATA15与芯片的SD0～SD15连接;地址线ADDR2与芯片的CMD连接;片选线nGCS3与芯片nCS的相连;9号外中断与芯片的INT相连。（2）储存模块图3K4M561633G-75芯片SDRAM,SDRAM中K4M561633G-75是一种容量为4M*16bit的SDRAM的32位内存系统。DQ0--DQ15是数据总线引脚，A0--A8是地址总线引脚，其中A0--A8是复用的，RA0--RA12是行地址，CA0--CA8是列地址。寻址空间为4MB。BA0,BA1是地址引脚。CLK是上升沿有效，CKE是时钟信号能使引脚无效时处于省电模式。CLK：时钟信号，为输入信号。SDRAM所有输入信号的逻辑状态都需要通过CLK的上升沿采样确定。CKE：时钟使能信号，为输入信号，高电平有效。（3）音频模块４图4AT91RM9200AT91RM9200的IIS控制器由5个引脚与外部的音频编解码器相连。这些引脚分别是：系统时钟;位速率时钟(可使用内部或外部时钟源);字段选择;串行声音输入;串行声音输出。(4)显示模块图5CH7005芯片CH7005需要I2C总线向地址4,7,14,13分别顺序写入0x20,0x8c,0x1b,0x03，CH700芯片的地址为0xEC(5)GPS模块图6GPS1050芯片GPS模块;GPS1050，使用台湾久元电子生产的，体积小，性能高，功耗小，有串行接口。内涵接收天线。５(6)电源模块图7电源模块电源模块设计很重要，良好的电源设备可以为系统提供稳定的能量。该系统需要5V，3V，1.25V直流稳压电源，CPU内核需要1.25V直流稳压电源，CH7005芯片需要5V直流稳压电源，汽车提供的是12V直流稳压电源，所以需要电压装换器。4．软件设计4.1软件数据设计导航软件中的数据主要是导航地图的空间数据，主要由与导航需求相关的一些信息组成，包括道路网几何形状、道路等级和服务设施等。图8软件系统框图4.2软件系统设计导航软件是以导航数据库为数据基础的。针对导航数据库的操作行为，从功能上将导航６软件分为具有导航功能的部分和具有浏览功能的部分。4.3嵌入式软件设计该嵌入式系统采用基于WindowsCE的嵌入式车载GPS导航系统的分析、设计及具体实现语音导航模块完成电子地图上车辆行驶动画模拟、行车道路信息提示和语音播报功能。系统导航类CSePathNavigator实现行车过程中的道路信息提示。根据GPS接收模块得到的定位点，对地图窗口进行刷新，完成车辆行驶的动画模拟.5仿真及测试JTAG仿真器也称为JTAG调试器，是通过ARM芯片的JTAG边界扫描口进行调试的设备。JTAG仿真器比较便宜，连接比较方便，通过现有的JTAG边界扫描口与ARMCPU核通信，属于完全非插入式(即不使用片上资源)调试，它无需目标存储器，不占用目标系统的任何端口，而这些是驻留监控软件所必需的。另外，由于JTAG调试的目标程序是在目标板上执行，仿真更接近于目标硬件。6结束语本学期对于《嵌入式系统原理及应用开发》的学习，出于没有基础和缺乏锻炼，所以学的不是很好。只是简单的会一点程序的运行和简单程序的编译。此次论文设计是我查阅相关文献和在网上找相关知识做成的。虽然不是特别理解，但是也付出了一些努力，简单的懂一些其中原理，实际可实现性可能会差一些。虽然对于很多专业知识缺乏深刻认识，其中涉及到的很多芯片对其功能及引脚连接不是很清楚，但是增加了对嵌入式的了解，对我在今后研究方向会有很大的帮助，特别感谢陈志刚老师的认真负责的教导，以及武慧杰同学给予的帮助。七．参考文献[1]韩超陈渝机李明械工业出版社2008-2[2]熊光泽罗蕾科学出版社《嵌埋式实时操作系统配置技术的研究.》1992-1[3]曾宪云张晶电子工业出版社《计算机工程》2002-4[4]王峰王韬浙江大学出版社《电子技术应用》2003-5[5]杨继先哈尔滨传播工程学院出版社《导航基础》1998-2[6]陈述彭科学出版社《GPS测量原理及应用》2003[7]傅曦清华大学出版社《嵌入式系统Windows开发》2004