电路连连看：双向通信测试测量电路模块的设计

本文所设计的模块是建立在GPRS通信网络、各种搭载传感器设备等技术平台、北斗卫星通讯定位系统之上，实现对各种参数的设定，例如气象参数及海洋水文参数。具有低功耗、低成本、微型化、接口丰富、可靠性高的特点。

以完善的北斗卫星通讯定位系统、GPRS通信网络以及各种搭载传感器设备等技术平台为依托，具有测量风、温、湿、压等气象参数和采集海流、盐度、化学及其它所需的海洋水文参数，目标定位，紧急警情上报，信息发送，统计报表等完善功能的测报仪器设备的研发有着更加广阔的应用前景。本文提出了一种双向通信电路系统设计方案。具有低功耗、微型化、接口丰富、可靠性高等特点，可提供船舶定位、海上通信、遇险求救等多种功能服务，可提升安全防范能力，因而对相关行业主管部门具有重要意义。

ARM9处理器S3C2440A

基于ARM920T内核的S3C2440A作为系统中央处理器，配备128M的SDRAM，256M的NAND FLASH和16M的NOR FLASH，以应对嵌入Linux操作系统所消耗的内存。S3C2440A集成了MMC/SD卡读写控制器，LCD与触摸屏接口，3路UART串口，1路主控与1路从动USB接口，1个IDE接口可挂接大容量硬盘，实时时钟，AC‘97音频接口、多至130个通用IO口等众多硬件资源。S3C2440A内部集成的3路串口可通过外接简单的RS232电平转换芯片，分别连接北斗卫星通讯定位终端、GPRS模块和风传感器。此外，ARM9处理器S3C2440A通过内部集成的两路SPI接口可外接16位ADC，以外接温度、湿度、盐度、压力等传感器。S3C2440A的通用IO口作为开关量输入检测和输出控制接口，并可根据用户需求进行扩展。与此同时，S3C2440A 还可满足连接以太网控制器，USB外设，电子罗盘、海流计、水声传输等可扩展应用需求。

北斗卫星通讯模块电路设计

北斗卫星通讯模块电路的设计可以从信号接收、信号处理及功能界面显示三个层次加以展开，相对应采用性价比高的北斗卫星通讯终端，并设计出串口通讯电路与 LCD液晶显示电路。北斗卫星通讯模块可选用UM220模块，该模块支持北斗二代(BD2)与GPS双系统导航授时，具有尺寸小(仅 40×30×3.7mm)、功耗低(仅350mW)、集成度高等优点，该模块三维定位精度为3m，速度精度为0.1m/s，数据更新率可达1Hz。UM220还配有卫星显控软件CDT(ControlDisplay Tool)，该软件提供简约的图形用户界面，可便捷地控制卫星接收机并进行功能能够设置，获取所需信息。北斗卫星通讯模块电路主要包括 UM220接口、天线、后备电源、复位及串口通讯电路，其电路原理图如图1所示。

ARM9处理器S3C2440A的串口0引脚TXD0、RXD0与 UM220的RXD3、TXD3相连接构成串口通讯电路。S3C2440A的引脚GPE0与UM220的PPS引脚连接，可接收UM220输出的脉宽与极性可调的PPS信号;S3C2440A的引脚GPE1可编程。GPRS模块电路设计

测报仪主要依赖卫星通讯网络进行数据通讯与定位，为降低测报仪系统功耗及运营成本，则可选用GPRS/CDMA网络进行远程通讯。GPRS模块外围应用电路设计包括模块启动电路、数据通信电路、语音通信电路及SIM卡应用电路。GPRS模块可选用西门子公司的MC55。MC55是西门子公司推出的新一代。

16位ADC电路设计

S3C2440A可通过自身的SPI接口级联多片高精度快速16位ADC芯片，以实现温度、湿度、盐度、压力等多种传感器模拟信号的采集与数据转换。16位ADC芯片选用ADI公司的AD7798，AD7798具有适合高精度测量应用的低功耗、低噪声、完整模拟前端，内置一个低噪声16位Σ-Δ型ADC，其中含有3个差分模拟输入，还集成了片内低噪声仪表放大器，因而可直接测量输入小信号。图6中给出了S3C2440A通过SPI接口连接1片AD7798，用以测量。