車載GPS導航系統的設計

3 ARM控制模塊
嵌入式開發的硬件平臺的選擇主要是嵌入式處理器的選擇，在一個系統中使用什么樣的嵌入式處理器內核主要取決于應用的領域、用戶的需求、成本、開發的難易程度等因素。確定了使用哪種嵌入式處理器內核以后，接下來就是結合實際情況，考慮系統外圍設備的需求情況，選擇一款合適的處理器。在本設計中，數據處理和控制模塊是車載端的核心控制部件,它是一個基于ARM微處理器的嵌入式系統，它的主要功能是進行數據處理和控制車載端的各組成部分，并按照通信協議的要求，執行相應的操作。該系統包括CPU存儲器、I/O接口以及各種控制邏輯電路等。結合目前民用車輛的實際情況，選取了STR710FZ2T6微處理器，它采用高性能的32位結構，具有高密度的16位指令集和低功耗的特點，將處理器內核與片內高速存儲器和多項外圍功能結合在一片微處理器上，為大量的計算機嵌入式控制應用提供了靈活的低成本的解決方案。

4 GPS模塊
系統采用的GPS模塊通過異步串行通信方式與微處理器控制模塊進行通信。在硬件連接上 只需連接兩個信號線 TXD、RXD和地線即可進行數據傳輸。

串行通信采用較高的通信電壓±5～±15V，常采用±10V和±12V，而且為負邏輯電平，即邏輯0電平規定為+5～+15V，邏輯1電平規定為-15～-5V，因此標準串行接口與TTL／CMOS電平之間必須經過電平轉換。
在設計中，串行通信接口采用美信公司的MAX232作為轉換芯片。MAX232可以轉換兩組串行信號，在本設計中只轉換一組，TXD2與RXD2和外設GPS連接，MCU_RXD與MCU_TXD和ARM處理器連接。MAX232芯片外接的四個lμF的充電電容，芯片外接5V電壓即可工作。

圖4 顯示模塊

5 顯示模塊
本設計中采用TG160128液晶顯示模塊，用直接訪問方式。將內置6963控制器的液晶顯示模塊直接與STR710FZ2T6的P0和P2口相連。顯示模塊的讀和寫由ARM的讀寫操作信號控制。然后再向Frame Buffer輸出接收到的并經過處理的導航信息。這時顯示屏上就可以顯示定位點精確的經度、緯度及本地時間了，具體電路如圖4所示。

軟件設計
1 軟件數據設計
導航軟件中的數據主要是導航地圖的空間數據，主要由與導航需求相關的一些信息組成，包括道路網幾何形狀、道路等級和服務設施等。

2 軟件系統設計
導航軟件是以導航數據庫為數據基礎的。針對導航數據庫的操作行為，從功能上將導航軟件分為具有導航功能的部分和具有瀏覽功能的部分。

3 軟件界面設計
如前所述，從大的功能上導航軟件分為具有瀏覽功能的部分和具有導航功能的部分。因此也設計了兩種不同的界面：瀏覽界面和導航界面。

圖6 線程圖

4 嵌入式軟件設計

該嵌入式系統采用μC/OSII操作系統，由于MCU的處理功能有限，所以在具體的軟件實現過程中采用多線程技術，如圖6所示。