LPC2214的车载导航服务终端的硬件系统设计

2．1 电源电路的设计与分析  

终端系统需要电源模块提供3路电压，分别为：3．3V、1．8V和5V。其中：LPC2214的内核电源电压为l.8V；LPC2214的I/O口电源电压、TIM-LH和Q2406A的供电电压为3．3V；液晶显示器的供电电压为5V。本终端采用车用电源供电，电压一般为12V或14V。选用National公司的LM2576系列电源芯片来获取5V和3．3V电压，具体方案是：选用LM2576-5．O获得5V的电压、LM2576-3．3获取3．3V电压，然后3．3V的电压为输入电压通过电源芯片LMlll7-l.8得到l.8V电压。  
  
2.2 GPS模块外围电路  

GPS模块TIM-LH上电后通过串口向外发送GPS数据，数据格式有RMC(Recommended Minirnum SpecificGNSS Data)、GGA(Global Positioning System Fix Data)等，可以根据需要编程遗择相应格式的数据。TIM-LH芯片串口1的默认波特率是9 600 bps，串口2的默认波特率是57 600 bps，可通过软件改变；如果不使用某个串口，则对应的串口输入端应接上拉电阻。  

TIM-LH的外围电路原理图如图4所示。外部复位端口REXET_N低电平有效，非常敏感，如果不用，则将其置空。不能接高电平。TIM-LH模块上电之后自动复位，通常复位信号是在模块工作不正常的情况下使用，在设计中，使用控制电源的方式来复位就可以了，这样控制起来会更加灵活、可靠；而且模块出现死机的现象很少，若希望进行重启动，则也可通过程序使用命令来控制。在设计PCB时应将GPS芯片周边区域敷铜，以屏蔽外界干扰。


  
2．3 GSM／GPRS模块与处理器接口设计和SIM卡接口电路  

GSM模块与ARM芯片之间通过标准的串行口通信，最高波特率可达115 200 bps。处理器LPC2214的串口输出的电平是3．3V，中间需要进行电平转换，选用MAXIM公司的MAX3232来实现。LPC2124与GSM模块之间的串口通信采用最简单的三线接法，即地、发送数据和接收数据3个端口相连，接收数据和发送数据端口要彼此交叉。  

GSM模块与SIM卡之间主要通过SIMCLK和SIM-DATA信号线进行数据通信，SIM卡接口电路的原理图如图5所示。在设计PCB时要注意，为了提高稳定性，GSM模块的连接器和SIM卡座的引脚之间的距离不要超过20cm。此外，为达到最佳效果，应在SIM支架下敷铜，敷铜与SIM卡的GND引脚相连；SIMVCC和SIMGND之间的电容C101和C102要离引脚尽量近，以满足规范要求。在选择SIM卡时要选择支持GPRS业务的，并开通GPRS业务。


  
2.4 LPC2214外围电路设计的关键  

在设计LPC2214外围电路时，特别要注意P0．14引脚的使用。Flash boot装载程序代码在器件上电或复位时执行。装载程序可执行ISP命令处理器或用户应用代码；复位后PO．14的低电平被认为是启动ISP命令处理器的外部硬件请求。如果P0．14采样到低电平并且看门狗溢出标志置位，则启动ISP命令处理器的外部硬件请求将被忽略。如果没有外部请求(P0．14复位后采样为高电平)，那么将搜索有效的用户程序。若找到有效的用户程序．执行的控制就转移给用户程序；若没有找到，那么就调用自动波特率程序。   

引脚P0．14作为ISP硬件请求时，由于P0．14在复位后处于高阻模式，因此用户需要提供外部硬件(上拉电阻或其他器件)使引脚处于一个确定的状态；否则，可能导致非预期地进入ISP模式。  

此外，由于使用外部晶振，在PCB设计时晶振应与芯片的振荡器输入、输出引脚尽量靠近，以减小外部干扰的影响。  

3 硬件电路的调试  

调试电路板重点应放在整体性、全局性连线的错误排查，如电源线的短路、错接等。在调试串口时可以将电路板上的串口线引出，通过与计算机的串口通信来调试终端的各个串口，需用注意的是计算机的串口是标准的RS-232串口。其中，对GSM／GPRS模块的调试是通过AT指令来完成的。对串口调试完成以后，就可以设计软件程序来测试电路的性能。图6描述了GPS模块接收到的定位信号。  

4 结论  

本文介绍了基于ARM的车载导航服务终端的硬件设计。终端的软件推荐使用C语言编写，可以自己从底层开发，也可以裁剪μClinux操作系统进行更高级的开发，使终端具有更强大的功能和更友好的界面。试验证明，该终端的硬件设计方案是可行的，登陆网络只需5s，数据下载速度可达38．4kbps，上传速度可达19．2kbps。随着GPRS服务的进一步完善，车载导航服务终端必然会向支持远程电子地图更新，实时图像通信的方向发展，因此该终端将会有广阔的应用前景。