基于S3C2440A和Win CE的嵌入式導航系統設計

王龐偉,夏路易

摘 要:衛星導航系統現已漸漸成為人們日常生活的一部分。介紹基于ARM920T內核的微處理器S3C2440A和Win CE 5.0操作系統實現嵌入式導航系統設計。重點講述UART接口的iTra300芯片在系統中實現GPS定位和導航的方法,最終設計結果已滿足日常需要。這里將UART接口芯片用于GPS接收,大大降低了系統設計難度,提高了定位精度。

關鍵詞:嵌入式導航系統;S3C2440A;Win CE5.0;iTrax300;GPS;ARM920T

中圖分類號:TP271+.5文獻標識碼:B

文章編號: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,隨著人們現代化生活節奏的加快和當今城市化速度的不斷膨脹,迫使越來越多的人必須在緊湊的時間及地點進行工作,不僅導致交通網絡日益復雜,也使人們必要的移動性越來越呈頻繁趨勢,這使得每個人對空間信息有了更多的依賴,迫切要求導航系統走入每個人的生活。基于S3C2440A微處理器和Win CE 5.0嵌入式操作系統,設計了一套可靠且實用的嵌入式導航系統,所提供的功能可以滿足人們現階段日常生活的需要。

1 嵌入式導航系統主要組成

嵌入式導航系統由硬件層、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;軟件層主要由系統軟件和應用軟件組成,其中系統軟件主要指嵌入式操作系統,應用軟件實現對被控對象的控制功能;中間層也稱為板級支持包(BSP),它將上層軟件和底層硬件分離開來,使系統的底層驅動與硬件無關。

2 嵌入式導航系統硬件設計

2.1 系統硬件總體設計

構成嵌入式導航系統的硬件核心是S3C2440A微處理器。它是一款ARM920T的內核RISC處理器。外接部分包括:存儲模塊SDRAM,NAND FLASH,SD卡;輸入模塊有GPS模塊、矩陣鍵盤模塊;接口模塊中包括:RS 232,USB。GPS嵌入式導航系統硬件組成如圖1所示。

圖1 嵌入式導航系統硬件組成

2.2 GPS核心模塊電路設計

該導航系統上使用的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NEMA協議的OEM GPS接收芯片,具有極低功耗、最少的硬件設計等特點。模塊與S3C2440A接口電路如圖2所示。其中,RX_GPS,RX_GPS接入UART端。

3 嵌入式導航系統軟件設計

該系統軟件由嵌入式系統軟件(Win CE 5.0)和應用軟件(GPS導航軟件)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嵌入式操作系統的構建

Windows CE是Microsoft公司針對有限資源的平臺而設計的多線程、完整優先權、多任務、可裁減的32位嵌入式操作系統。Platform Builder 5.0 是基于 Windows CE 5.0平臺下嵌入式操作系統定制的集成開發環境。它提供了所有進行設計、創建、編譯、測試和調試 Windows CE 5.0操作系統平臺的工具。Platform Builder 5.0開發Windows CE 5.0的流程為定制內核,導入硬件BSP,裁剪模塊,生成NK鏡像文件和導出SDK。

3.2 Win CE操作系統下的應用軟件設計

應用軟件是基于Win CE 5.0嵌入式操作系統開發的導航軟件應用程序,用來實現對被控對象的控制功能。導航軟件需要提供一個友好的人機界面,同時配合多功能電子地圖,完成對GPS信號的解析和定位;最終將路徑規劃和語音導航功能映射到整個系統的硬件和軟件的設計過程中。Embedded Visual C++4.0下編寫GPS導航軟件設計流程如圖3所示。

圖3 嵌入式導航軟件設計流程

應用軟件編輯好后,建立PC機與嵌入式系統的ActiveSync連接,將導航軟件移植到Win CE 5.0操作系統,最終實現界面如圖4所示。用戶根據導航軟件的當前位置,確定現在所處的方位,通過矩陣鍵盤的輸入目的地。導航軟件可進行路徑規劃和語音導航。

圖4 導航軟件最終實現界面

4 結 語

這里從硬件、軟件兩部分入手,簡述了嵌入式導航系統的整個設計過程,涉及到S3C2440A,Windows CE5.0和GPS模塊在系統中的實現。該系統的可運用在手持式、車載式衛星導航系統中,使人們日常生活中出行更加便捷,行車更加安全,有廣闊的應用前景。

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