基于TMS320F206的一种GPS+IMU组合导航模块设计(2)
5)控制逻辑电路设计。导航模块控制逻辑电路主要用于控制429数据的发送、接收和产生扩展SRAM的片选信号。429电路的“读429 WORD1”、“读429 WORD2”、“加载数据到WORD1”、“加载数据到WORD2”、“写429控制字”、“复位429芯片”和“数据空间扩展RAM片选”控制逻辑均由CPLD实现,译码采用F206数据空间的高位地址译码,译码的地址空间分配如表1所示。
表1 译码地址空间分配
信号名称 地址空间 信号说明 信号性质
#EN1 70XXh 读429WORD1 读(低有效)
#EN2 72XXh 读429WORD2 读(低有效)
#PL1 74XXh 加载数据到WORD1 写(低有效)
#PL2 76XXh 加载数据到WORD2 写(低有效)
#CWSTR 78XXh 写429控制字 写(低有效)
#RES 7AXXh 复位429芯片 写(低有效)
#RCS 8000h~FFFFh 数据空间扩展RAM片选 低有效
6)GPS数据接收电路的设计。GPS数据接收采用Superstar II OEM模块实现,该OEM模块具有的特点为:12个卫星接收通道,数据以异步串行方式传输,数据输出波特率可调,数据输出协议可选择,数据输出内容可选择,5 V供电。
使用该GPS接收模块,数据以异步串行方式传输,接口电平满足RS232标准,默认传输波特率为9600 bps,数据为2进制协议,F206本身带有一个异步串行接口,GPS数据可直接通过F206串口接收,通过初始化将F206串口设置为和GPS模块相同的波特率,即可正确接收GPS数据,将数据通过解算,即可得到需要的时间、高度、速度、经纬度等信息,也可通过软件设置,选择获得其他需要的GPS信息。
7)SRAM电路的设计。为提高导航模块的性能和方便调试,设计中扩展了64 kB程序RAM和64 kB数据RAM。
程序RAM占用F206程序存储空间(PS)0000h-7ffffh,可和F206的数据地址总线直接连接,通过硬件跳线对F206 MP/MC信号的配置,可选择F206程序运行的起始空间,有外部程序RAM空间和内部EEPROM空间可选,在开发调试阶段,选择外部程序RAM空间能够方便程序的修改调试,此时可通过开发环境加载程序到该RAM空间运行,进行软件调试。由于该部分RAM电路仅用于调试阶段使用,因此将该部分电路设计为一个可拆卸子卡,在调试中安装该子卡,用于加载程序进行调试,调试完毕后,可拆除子卡,将最终程序固化到F206的片内EEPROM上运行,可节约模块布局空间和降低成本。
数据RAM占用数据存储空间(DS)8000h-ffffh地址范围,用于存放导航模块运行时产生的计算数据,提高导航模块的运算性能。
2.2 开发环境及软件配置
1)TMS320F206开发环境。TI公司为TMS320系列DSP提供了专门的仿真、调试和烧录开发环境,目前最新的版本为CCS3.3,支持C、C++和汇编语言编程,在开发环境中,可对软件进行连续,单步调试,访问DSP中的寄存器,用户使用非常方便。
2)GPS接收信息的处理。GPS-OEM模块提供有专用软件和专用调试模块,通过该套系统,可对模块功能的正确性进行检测,同时通过专用的软件配置,可向用户提供多种GPS信息,并且能以2种数据格式(2进制、NMEA)和多种波特率(2400~115200)输出。
GPS-OEM模块向用户提供多达上百组的数据,每组数据都有一个数据编号(ID# XX),并按照一定的相关性包含一类数据,用户可根据需要让GPS-OEM模块选择性地输出某个数据组,DSP接收端须要按照一定的规则,才能正确地接收到数据组,并将所需信息从数据组中提取出来。
3 结束语
基于TMS320F206设计的导航模块,可在复杂、严苛的工作环境下实现精确导航的功能,同时具有低成本、高可靠性、高性能的特点,目前已在多个项目中得到了应用,使用效果优秀,通过不断的完善改进,该导航模块可在航空、航天、船舶等更大的范围中得到推广应用。
参考文献
[1]TEXAS INSTRUMENTS.TMS320C20xUser’s Guide.Literature Number: SPRU127CApril 1999.
[2]TEXAS INSTRUMENTS.TMS320F206DIGITAL SIGNAL PROCESSOR.Literature Number: SPRS050-NOVEMBER 1996.
[3]冯重熙,钱亚生,姚彦.现代数字通信技术[M].北京:人民邮电出版社,1994.
[4]苏涛,等.DSP实用技术[M].西安:西安电子科技大学出版社,2002.
[5]房建成,等.GPS组合导航在车辆导航中的应用[A].第一届GPS论文集[C].1995.
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