基于TMS320F206的一種GPS+IMU組合導(dǎo)航模塊設(shè)計(jì)

王愛林+陳穎圖+徐文進(jìn)

摘 要 介紹了一種基于DSP處理器TMS320F206的GPS+IMU組合導(dǎo)航模塊的硬件設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)中利用DSP的構(gòu)架可簡化外圍電路的設(shè)計(jì)，利用GPS+IMU組合導(dǎo)航可提高導(dǎo)航的準(zhǔn)確性，設(shè)計(jì)中同時(shí)綜合考慮性能的穩(wěn)定性、成本控制等多方面因素，具有較高的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞 DSP；GPS；IMU

中圖分類號(hào)：TP274 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）09-0027-02

GPS+IMU導(dǎo)航模塊的導(dǎo)航原理為：在飛行器飛行的過程中，通過導(dǎo)航方程解算出當(dāng)前時(shí)刻飛行器應(yīng)到達(dá)的理論坐標(biāo)，同時(shí)模塊接收GPS定位信號(hào)后，得出同一時(shí)刻飛行器的實(shí)際坐標(biāo)，通過實(shí)際坐標(biāo)和理論坐標(biāo)比較，得到當(dāng)前航道的偏離值，通過對(duì)偏離值的解算，輸出對(duì)飛行器的控制信號(hào)，修正飛行軌跡，從而達(dá)到精確導(dǎo)航的目的。在實(shí)際應(yīng)用中GPS接收信號(hào)受天氣、周邊電子環(huán)境的影響，可能會(huì)出現(xiàn)接收不到GPS衛(wèi)星信號(hào)的情況，此時(shí)IMU的信號(hào)將作為獲取當(dāng)前實(shí)際坐標(biāo)的補(bǔ)充手段。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

導(dǎo)航模塊的設(shè)計(jì)需求如下。

1）實(shí)現(xiàn)GPS信號(hào)的接收和處理。

2）實(shí)現(xiàn)信息以ARINC429協(xié)議形式傳輸。

3）GPS位置精度為5 m，速度精度為0.1 m/s。

4）使用28 V直流電源供電。

5）輸出GPS秒脈沖信號(hào)。

6）擴(kuò)展64 kB程序RAM空間和64 kB數(shù)據(jù)RAM空間。

7）ARINC429數(shù)據(jù)總線一路接收，一路發(fā)送，發(fā)送接收速率100 kHz。

導(dǎo)航模塊的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框主要包括：DSP電路、電源轉(zhuǎn)換電路、看門狗復(fù)位電路、ARINC429接口電路、控制邏輯電路、GPS接收電路、串行接口電路和SRAM電路。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 硬件設(shè)計(jì)

1）DSP電路。CPU的核心功能是負(fù)責(zé)指令執(zhí)行、邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)的運(yùn)算處理等，CPU采用TI公司的TMS320F206芯片，F(xiàn)206是TI公司TMS320系列中的一款定點(diǎn)DSP，該芯片具有高性能低功耗的特點(diǎn)，工作頻率最高可達(dá)20 MHz，指令周期50 ns，片內(nèi)集成64 kB的EEPROM，1 kB的DRAM、8 kB的SRAM，最大128 kB的程序、數(shù)據(jù)和I/O獨(dú)立尋址空間，1個(gè)32bit計(jì)時(shí)器，1個(gè)異步串行通信接口，4個(gè)可編程I/O管腳和3個(gè)外部中斷源。

采用F206可以充分利用該芯片內(nèi)部集成的資源簡化硬件電路設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航模塊中需要的ARINC429電路，SRAM電路和GPS數(shù)據(jù)接收電路，同時(shí)TI公司提供專用的DSP開發(fā)環(huán)境，硬件調(diào)試和軟件開發(fā)均很方便。

2）電源轉(zhuǎn)換電路。導(dǎo)航模塊采用PowerGood公司的DC/DC電源模塊實(shí)現(xiàn)外部電源+28 V到內(nèi)部5 V、±15 V的電壓轉(zhuǎn)換，+5 V提供給模塊中數(shù)字電路使用，最大輸出電流3 A，±15 V提供給ARINC429接口電路的驅(qū)動(dòng)器使用，每路最大輸出電流0.5 A。PCB設(shè)計(jì)時(shí)，+5 V電源和GND采用平板設(shè)計(jì)，在電源的輸出端及各個(gè)芯片的電源端布置一些瓷介電容，能夠有效控制電源輸出的紋波。

3）看門狗復(fù)位電路。

①看門狗電路。導(dǎo)航模塊具有看門狗功能，當(dāng)看門狗功能失效后，將產(chǎn)生看門狗中斷，看門狗中斷和F206非可屏蔽中斷連接，用于監(jiān)控模塊運(yùn)行狀態(tài)?？撮T狗功能上電默認(rèn)為禁止，在CPLD內(nèi)部設(shè)置有看門狗使能寄存器，可以通過軟件使能或禁止看門狗功能，看門狗定時(shí)周期由硬件設(shè)置。

②復(fù)位電路。導(dǎo)航模塊硬件復(fù)位包括兩種：上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位。

上電復(fù)位：當(dāng)5 V電壓低于4.65 V時(shí)，導(dǎo)航模塊處于復(fù)位狀態(tài)，5 V電壓高于4.65 V后，產(chǎn)生大于200 ms的復(fù)位信號(hào)，復(fù)位模塊整個(gè)硬件。

手動(dòng)復(fù)位：由外部手動(dòng)復(fù)位按鍵輸入引起，外部輸入一個(gè)低電平信號(hào)后，將產(chǎn)生大于200 ms復(fù)位信號(hào)，復(fù)位整個(gè)模塊硬件。

4）ARINC429接口電路。導(dǎo)航模塊的ARINC429電路用于發(fā)送GPS定位數(shù)據(jù)和接收IMU導(dǎo)航數(shù)據(jù)。

ARINC429總線是美國航空無線電公司（ARINC）制定的民用航空數(shù)字總線傳輸標(biāo)準(zhǔn)，廣泛應(yīng)用于航空電子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)采用雙極性歸零碼開環(huán)傳輸，調(diào)制信號(hào)由高、零和低三種狀態(tài)組成。傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)速率為：高速100 kbps和低速12.5 kbps。通信設(shè)備間雙向傳輸時(shí)，需要在兩個(gè)方向上各用一組獨(dú)立的傳輸總線。ARINC429總線傳輸時(shí)采用差分信號(hào)進(jìn)行傳輸，具有抗干擾性強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)和電路簡單可靠等優(yōu)點(diǎn)。

導(dǎo)航模塊429電路結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 429電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意圖

429協(xié)議電路由專用429協(xié)議芯片DEI1016實(shí)現(xiàn)，具有兩路接收和一路發(fā)送功能，DEI1016 主要用來完成數(shù)據(jù)收、發(fā)時(shí)所必須具備的串并和并串轉(zhuǎn)換功能，收、發(fā)功能互相獨(dú)立，收、發(fā)過程中自動(dòng)完成串并和并串轉(zhuǎn)換。

429發(fā)送接口驅(qū)動(dòng)電路由BD429芯片實(shí)現(xiàn)，BD429用來完成對(duì)兩路發(fā)送信號(hào)的差分驅(qū)動(dòng)，采用±15 V供電，429接收信號(hào)可直接和DEI1016芯片連接，不需要進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。

429控制電路由CPLD和F206的I/O接口實(shí)現(xiàn)。協(xié)議芯片所需時(shí)鐘由F206計(jì)時(shí)器提供，通過配置F206計(jì)時(shí)器寄存器，由計(jì)時(shí)器產(chǎn)生頻率為1 MHz，占空比50%的時(shí)鐘信號(hào)供429協(xié)議芯片使用。

429電路的狀態(tài)信號(hào)“#DR1（通道1接收完畢）”、“#DR2（通道2接收完畢）”、“TXR（數(shù)據(jù)發(fā)送準(zhǔn)備好）”由F206的I/O接口用查詢的方式判斷，在F206的初始化時(shí)，將這3個(gè)I/O接口設(shè)置為輸入方式，429的“ENTX（發(fā)送使能）”信號(hào)也由F206的I/O接口產(chǎn)生，加載數(shù)據(jù)時(shí)將該信號(hào)置高，在數(shù)據(jù)加載到發(fā)送寄存器后，將該信號(hào)置低，從而發(fā)送429數(shù)據(jù)，該I/O接口在F206初始化時(shí)設(shè)置為輸出。endprint

5）控制邏輯電路設(shè)計(jì)。導(dǎo)航模塊控制邏輯電路主要用于控制429數(shù)據(jù)的發(fā)送、接收和產(chǎn)生擴(kuò)展SRAM的片選信號(hào)。429電路的“讀429 WORD1”、“讀429 WORD2”、“加載數(shù)據(jù)到WORD1”、“加載數(shù)據(jù)到WORD2”、“寫429控制字”、“復(fù)位429芯片”和“數(shù)據(jù)空間擴(kuò)展RAM片選”控制邏輯均由CPLD實(shí)現(xiàn)，譯碼采用F206數(shù)據(jù)空間的高位地址譯碼，譯碼的地址空間分配如表1所示。

表1 譯碼地址空間分配

信號(hào)名稱 地址空間 信號(hào)說明 信號(hào)性質(zhì)

#EN1 70XXh 讀429WORD1 讀（低有效）

#EN2 72XXh 讀429WORD2 讀（低有效）

#PL1 74XXh 加載數(shù)據(jù)到WORD1 寫（低有效）

#PL2 76XXh 加載數(shù)據(jù)到WORD2 寫（低有效）

#CWSTR 78XXh 寫429控制字 寫（低有效）

#RES 7AXXh 復(fù)位429芯片 寫（低有效）

#RCS 8000h～FFFFh 數(shù)據(jù)空間擴(kuò)展RAM片選 低有效

6）GPS數(shù)據(jù)接收電路的設(shè)計(jì)。GPS數(shù)據(jù)接收采用Superstar II OEM模塊實(shí)現(xiàn)，該OEM模塊具有的特點(diǎn)為：12個(gè)衛(wèi)星接收通道，數(shù)據(jù)以異步串行方式傳輸，數(shù)據(jù)輸出波特率可調(diào)，數(shù)據(jù)輸出協(xié)議可選擇，數(shù)據(jù)輸出內(nèi)容可選擇，5 V供電。

使用該GPS接收模塊，數(shù)據(jù)以異步串行方式傳輸，接口電平滿足RS232標(biāo)準(zhǔn)，默認(rèn)傳輸波特率為9600 bps，數(shù)據(jù)為2進(jìn)制協(xié)議，F(xiàn)206本身帶有一個(gè)異步串行接口，GPS數(shù)據(jù)可直接通過F206串口接收，通過初始化將F206串口設(shè)置為和GPS模塊相同的波特率，即可正確接收GPS數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)通過解算，即可得到需要的時(shí)間、高度、速度、經(jīng)緯度等信息，也可通過軟件設(shè)置，選擇獲得其他需要的GPS信息。

7）SRAM電路的設(shè)計(jì)。為提高導(dǎo)航模塊的性能和方便調(diào)試，設(shè)計(jì)中擴(kuò)展了64 kB程序RAM和64 kB數(shù)據(jù)RAM。

程序RAM占用F206程序存儲(chǔ)空間（PS）0000h-7ffffh，可和F206的數(shù)據(jù)地址總線直接連接，通過硬件跳線對(duì)F206 MP/MC信號(hào)的配置，可選擇F206程序運(yùn)行的起始空間，有外部程序RAM空間和內(nèi)部EEPROM空間可選，在開發(fā)調(diào)試階段，選擇外部程序RAM空間能夠方便程序的修改調(diào)試，此時(shí)可通過開發(fā)環(huán)境加載程序到該RAM空間運(yùn)行，進(jìn)行軟件調(diào)試。由于該部分RAM電路僅用于調(diào)試階段使用，因此將該部分電路設(shè)計(jì)為一個(gè)可拆卸子卡，在調(diào)試中安裝該子卡，用于加載程序進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試完畢后，可拆除子卡，將最終程序固化到F206的片內(nèi)EEPROM上運(yùn)行，可節(jié)約模塊布局空間和降低成本。

數(shù)據(jù)RAM占用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間（DS）8000h-ffffh地址范圍，用于存放導(dǎo)航模塊運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的計(jì)算數(shù)據(jù)，提高導(dǎo)航模塊的運(yùn)算性能。

2.2 開發(fā)環(huán)境及軟件配置

1）TMS320F206開發(fā)環(huán)境。TI公司為TMS320系列DSP提供了專門的仿真、調(diào)試和燒錄開發(fā)環(huán)境，目前最新的版本為CCS3.3，支持C、C++和匯編語言編程，在開發(fā)環(huán)境中，可對(duì)軟件進(jìn)行連續(xù)，單步調(diào)試，訪問DSP中的寄存器，用戶使用非常方便。

2）GPS接收信息的處理。GPS-OEM模塊提供有專用軟件和專用調(diào)試模塊，通過該套系統(tǒng)，可對(duì)模塊功能的正確性進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)通過專用的軟件配置，可向用戶提供多種GPS信息，并且能以2種數(shù)據(jù)格式（2進(jìn)制、NMEA）和多種波特率（2400～115200）輸出。

GPS-OEM模塊向用戶提供多達(dá)上百組的數(shù)據(jù)，每組數(shù)據(jù)都有一個(gè)數(shù)據(jù)編號(hào)（ID# XX），并按照一定的相關(guān)性包含一類數(shù)據(jù)，用戶可根據(jù)需要讓GPS-OEM模塊選擇性地輸出某個(gè)數(shù)據(jù)組，DSP接收端須要按照一定的規(guī)則，才能正確地接收到數(shù)據(jù)組，并將所需信息從數(shù)據(jù)組中提取出來。

3 結(jié)束語

基于TMS320F206設(shè)計(jì)的導(dǎo)航模塊，可在復(fù)雜、嚴(yán)苛的工作環(huán)境下實(shí)現(xiàn)精確導(dǎo)航的功能，同時(shí)具有低成本、高可靠性、高性能的特點(diǎn)，目前已在多個(gè)項(xiàng)目中得到了應(yīng)用，使用效果優(yōu)秀，通過不斷的完善改進(jìn)，該導(dǎo)航模塊可在航空、航天、船舶等更大的范圍中得到推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]TEXAS INSTRUMENTS.TMS320C20xUsers Guide.Literature Number： SPRU127CApril 1999.

[2]TEXAS INSTRUMENTS.TMS320F206DIGITAL SIGNAL PROCESSOR.Literature Number： SPRS050-NOVEMBER 1996.

[3]馮重熙，錢亞生，姚彥.現(xiàn)代數(shù)字通信技術(shù)[M].北京：人民郵電出版社，1994.

[4]蘇濤，等.DSP實(shí)用技術(shù)[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2002.

[5]房建成，等.GPS組合導(dǎo)航在車輛導(dǎo)航中的應(yīng)用[A].第一屆GPS論文集[C].1995.endprint

5）控制邏輯電路設(shè)計(jì)。導(dǎo)航模塊控制邏輯電路主要用于控制429數(shù)據(jù)的發(fā)送、接收和產(chǎn)生擴(kuò)展SRAM的片選信號(hào)。429電路的“讀429 WORD1”、“讀429 WORD2”、“加載數(shù)據(jù)到WORD1”、“加載數(shù)據(jù)到WORD2”、“寫429控制字”、“復(fù)位429芯片”和“數(shù)據(jù)空間擴(kuò)展RAM片選”控制邏輯均由CPLD實(shí)現(xiàn)，譯碼采用F206數(shù)據(jù)空間的高位地址譯碼，譯碼的地址空間分配如表1所示。

表1 譯碼地址空間分配

信號(hào)名稱 地址空間 信號(hào)說明 信號(hào)性質(zhì)

#EN1 70XXh 讀429WORD1 讀（低有效）

#EN2 72XXh 讀429WORD2 讀（低有效）

#PL1 74XXh 加載數(shù)據(jù)到WORD1 寫（低有效）

#PL2 76XXh 加載數(shù)據(jù)到WORD2 寫（低有效）

#CWSTR 78XXh 寫429控制字 寫（低有效）

#RES 7AXXh 復(fù)位429芯片 寫（低有效）

#RCS 8000h～FFFFh 數(shù)據(jù)空間擴(kuò)展RAM片選 低有效

6）GPS數(shù)據(jù)接收電路的設(shè)計(jì)。GPS數(shù)據(jù)接收采用Superstar II OEM模塊實(shí)現(xiàn)，該OEM模塊具有的特點(diǎn)為：12個(gè)衛(wèi)星接收通道，數(shù)據(jù)以異步串行方式傳輸，數(shù)據(jù)輸出波特率可調(diào)，數(shù)據(jù)輸出協(xié)議可選擇，數(shù)據(jù)輸出內(nèi)容可選擇，5 V供電。

使用該GPS接收模塊，數(shù)據(jù)以異步串行方式傳輸，接口電平滿足RS232標(biāo)準(zhǔn)，默認(rèn)傳輸波特率為9600 bps，數(shù)據(jù)為2進(jìn)制協(xié)議，F(xiàn)206本身帶有一個(gè)異步串行接口，GPS數(shù)據(jù)可直接通過F206串口接收，通過初始化將F206串口設(shè)置為和GPS模塊相同的波特率，即可正確接收GPS數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)通過解算，即可得到需要的時(shí)間、高度、速度、經(jīng)緯度等信息，也可通過軟件設(shè)置，選擇獲得其他需要的GPS信息。

7）SRAM電路的設(shè)計(jì)。為提高導(dǎo)航模塊的性能和方便調(diào)試，設(shè)計(jì)中擴(kuò)展了64 kB程序RAM和64 kB數(shù)據(jù)RAM。

程序RAM占用F206程序存儲(chǔ)空間（PS）0000h-7ffffh，可和F206的數(shù)據(jù)地址總線直接連接，通過硬件跳線對(duì)F206 MP/MC信號(hào)的配置，可選擇F206程序運(yùn)行的起始空間，有外部程序RAM空間和內(nèi)部EEPROM空間可選，在開發(fā)調(diào)試階段，選擇外部程序RAM空間能夠方便程序的修改調(diào)試，此時(shí)可通過開發(fā)環(huán)境加載程序到該RAM空間運(yùn)行，進(jìn)行軟件調(diào)試。由于該部分RAM電路僅用于調(diào)試階段使用，因此將該部分電路設(shè)計(jì)為一個(gè)可拆卸子卡，在調(diào)試中安裝該子卡，用于加載程序進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試完畢后，可拆除子卡，將最終程序固化到F206的片內(nèi)EEPROM上運(yùn)行，可節(jié)約模塊布局空間和降低成本。

數(shù)據(jù)RAM占用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間（DS）8000h-ffffh地址范圍，用于存放導(dǎo)航模塊運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的計(jì)算數(shù)據(jù)，提高導(dǎo)航模塊的運(yùn)算性能。

2.2 開發(fā)環(huán)境及軟件配置

1）TMS320F206開發(fā)環(huán)境。TI公司為TMS320系列DSP提供了專門的仿真、調(diào)試和燒錄開發(fā)環(huán)境，目前最新的版本為CCS3.3，支持C、C++和匯編語言編程，在開發(fā)環(huán)境中，可對(duì)軟件進(jìn)行連續(xù)，單步調(diào)試，訪問DSP中的寄存器，用戶使用非常方便。

2）GPS接收信息的處理。GPS-OEM模塊提供有專用軟件和專用調(diào)試模塊，通過該套系統(tǒng)，可對(duì)模塊功能的正確性進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)通過專用的軟件配置，可向用戶提供多種GPS信息，并且能以2種數(shù)據(jù)格式（2進(jìn)制、NMEA）和多種波特率（2400～115200）輸出。

GPS-OEM模塊向用戶提供多達(dá)上百組的數(shù)據(jù)，每組數(shù)據(jù)都有一個(gè)數(shù)據(jù)編號(hào)（ID# XX），并按照一定的相關(guān)性包含一類數(shù)據(jù)，用戶可根據(jù)需要讓GPS-OEM模塊選擇性地輸出某個(gè)數(shù)據(jù)組，DSP接收端須要按照一定的規(guī)則，才能正確地接收到數(shù)據(jù)組，并將所需信息從數(shù)據(jù)組中提取出來。

3 結(jié)束語

基于TMS320F206設(shè)計(jì)的導(dǎo)航模塊，可在復(fù)雜、嚴(yán)苛的工作環(huán)境下實(shí)現(xiàn)精確導(dǎo)航的功能，同時(shí)具有低成本、高可靠性、高性能的特點(diǎn)，目前已在多個(gè)項(xiàng)目中得到了應(yīng)用，使用效果優(yōu)秀，通過不斷的完善改進(jìn)，該導(dǎo)航模塊可在航空、航天、船舶等更大的范圍中得到推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]TEXAS INSTRUMENTS.TMS320C20xUsers Guide.Literature Number： SPRU127CApril 1999.

[2]TEXAS INSTRUMENTS.TMS320F206DIGITAL SIGNAL PROCESSOR.Literature Number： SPRS050-NOVEMBER 1996.

[3]馮重熙，錢亞生，姚彥.現(xiàn)代數(shù)字通信技術(shù)[M].北京：人民郵電出版社，1994.

[4]蘇濤，等.DSP實(shí)用技術(shù)[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2002.

[5]房建成，等.GPS組合導(dǎo)航在車輛導(dǎo)航中的應(yīng)用[A].第一屆GPS論文集[C].1995.endprint

5）控制邏輯電路設(shè)計(jì)。導(dǎo)航模塊控制邏輯電路主要用于控制429數(shù)據(jù)的發(fā)送、接收和產(chǎn)生擴(kuò)展SRAM的片選信號(hào)。429電路的“讀429 WORD1”、“讀429 WORD2”、“加載數(shù)據(jù)到WORD1”、“加載數(shù)據(jù)到WORD2”、“寫429控制字”、“復(fù)位429芯片”和“數(shù)據(jù)空間擴(kuò)展RAM片選”控制邏輯均由CPLD實(shí)現(xiàn)，譯碼采用F206數(shù)據(jù)空間的高位地址譯碼，譯碼的地址空間分配如表1所示。

表1 譯碼地址空間分配

信號(hào)名稱 地址空間 信號(hào)說明 信號(hào)性質(zhì)

#EN1 70XXh 讀429WORD1 讀（低有效）

#EN2 72XXh 讀429WORD2 讀（低有效）

#PL1 74XXh 加載數(shù)據(jù)到WORD1 寫（低有效）

#PL2 76XXh 加載數(shù)據(jù)到WORD2 寫（低有效）

#CWSTR 78XXh 寫429控制字 寫（低有效）

#RES 7AXXh 復(fù)位429芯片 寫（低有效）

#RCS 8000h～FFFFh 數(shù)據(jù)空間擴(kuò)展RAM片選 低有效

6）GPS數(shù)據(jù)接收電路的設(shè)計(jì)。GPS數(shù)據(jù)接收采用Superstar II OEM模塊實(shí)現(xiàn)，該OEM模塊具有的特點(diǎn)為：12個(gè)衛(wèi)星接收通道，數(shù)據(jù)以異步串行方式傳輸，數(shù)據(jù)輸出波特率可調(diào)，數(shù)據(jù)輸出協(xié)議可選擇，數(shù)據(jù)輸出內(nèi)容可選擇，5 V供電。

使用該GPS接收模塊，數(shù)據(jù)以異步串行方式傳輸，接口電平滿足RS232標(biāo)準(zhǔn)，默認(rèn)傳輸波特率為9600 bps，數(shù)據(jù)為2進(jìn)制協(xié)議，F(xiàn)206本身帶有一個(gè)異步串行接口，GPS數(shù)據(jù)可直接通過F206串口接收，通過初始化將F206串口設(shè)置為和GPS模塊相同的波特率，即可正確接收GPS數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)通過解算，即可得到需要的時(shí)間、高度、速度、經(jīng)緯度等信息，也可通過軟件設(shè)置，選擇獲得其他需要的GPS信息。

7）SRAM電路的設(shè)計(jì)。為提高導(dǎo)航模塊的性能和方便調(diào)試，設(shè)計(jì)中擴(kuò)展了64 kB程序RAM和64 kB數(shù)據(jù)RAM。

程序RAM占用F206程序存儲(chǔ)空間（PS）0000h-7ffffh，可和F206的數(shù)據(jù)地址總線直接連接，通過硬件跳線對(duì)F206 MP/MC信號(hào)的配置，可選擇F206程序運(yùn)行的起始空間，有外部程序RAM空間和內(nèi)部EEPROM空間可選，在開發(fā)調(diào)試階段，選擇外部程序RAM空間能夠方便程序的修改調(diào)試，此時(shí)可通過開發(fā)環(huán)境加載程序到該RAM空間運(yùn)行，進(jìn)行軟件調(diào)試。由于該部分RAM電路僅用于調(diào)試階段使用，因此將該部分電路設(shè)計(jì)為一個(gè)可拆卸子卡，在調(diào)試中安裝該子卡，用于加載程序進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試完畢后，可拆除子卡，將最終程序固化到F206的片內(nèi)EEPROM上運(yùn)行，可節(jié)約模塊布局空間和降低成本。

數(shù)據(jù)RAM占用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間（DS）8000h-ffffh地址范圍，用于存放導(dǎo)航模塊運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的計(jì)算數(shù)據(jù)，提高導(dǎo)航模塊的運(yùn)算性能。

2.2 開發(fā)環(huán)境及軟件配置

1）TMS320F206開發(fā)環(huán)境。TI公司為TMS320系列DSP提供了專門的仿真、調(diào)試和燒錄開發(fā)環(huán)境，目前最新的版本為CCS3.3，支持C、C++和匯編語言編程，在開發(fā)環(huán)境中，可對(duì)軟件進(jìn)行連續(xù)，單步調(diào)試，訪問DSP中的寄存器，用戶使用非常方便。

2）GPS接收信息的處理。GPS-OEM模塊提供有專用軟件和專用調(diào)試模塊，通過該套系統(tǒng)，可對(duì)模塊功能的正確性進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)通過專用的軟件配置，可向用戶提供多種GPS信息，并且能以2種數(shù)據(jù)格式（2進(jìn)制、NMEA）和多種波特率（2400～115200）輸出。

GPS-OEM模塊向用戶提供多達(dá)上百組的數(shù)據(jù)，每組數(shù)據(jù)都有一個(gè)數(shù)據(jù)編號(hào)（ID# XX），并按照一定的相關(guān)性包含一類數(shù)據(jù)，用戶可根據(jù)需要讓GPS-OEM模塊選擇性地輸出某個(gè)數(shù)據(jù)組，DSP接收端須要按照一定的規(guī)則，才能正確地接收到數(shù)據(jù)組，并將所需信息從數(shù)據(jù)組中提取出來。

3 結(jié)束語

基于TMS320F206設(shè)計(jì)的導(dǎo)航模塊，可在復(fù)雜、嚴(yán)苛的工作環(huán)境下實(shí)現(xiàn)精確導(dǎo)航的功能，同時(shí)具有低成本、高可靠性、高性能的特點(diǎn)，目前已在多個(gè)項(xiàng)目中得到了應(yīng)用，使用效果優(yōu)秀，通過不斷的完善改進(jìn)，該導(dǎo)航模塊可在航空、航天、船舶等更大的范圍中得到推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]TEXAS INSTRUMENTS.TMS320C20xUsers Guide.Literature Number： SPRU127CApril 1999.

[2]TEXAS INSTRUMENTS.TMS320F206DIGITAL SIGNAL PROCESSOR.Literature Number： SPRS050-NOVEMBER 1996.

[3]馮重熙，錢亞生，姚彥.現(xiàn)代數(shù)字通信技術(shù)[M].北京：人民郵電出版社，1994.

[4]蘇濤，等.DSP實(shí)用技術(shù)[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2002.

[5]房建成，等.GPS組合導(dǎo)航在車輛導(dǎo)航中的應(yīng)用[A].第一屆GPS論文集[C].1995.endprint