第三章 系统硬件设计 3.2.4 LCD模块与MCU的串口连接图
IOA8IOA9LCD+5V1234567891011121314151617181920VSSVccVORSR/WEDB0DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7PSBNCRESETVOUTAK168*24
+5V图3.2.4 LCD原理电路
其中CS端为串行方式片选信号端，低电平有效；PSB端为并/串行接口选择端：H-并行；L-串行；RET端为复位端，低电平有效；SID为串行数据输入端，SCLK为串行时钟输入端；只要当时钟信号端SCLK为负跳沿时，将SID端的数据输入液晶模块，因而并不需要SCLK端有连续的稳定频率的时钟信号输入，也就方便了MCU通过其位处理功能方便地进行数据传输。榿贰轲誊壟该槛鲻垲赛。 3.3 音频输出模块
SPCE061A内置2路10位精度的DAC，只需要外接功放电路即可完成语音的播放。图3.3是音频输出电路图。邁茑赚陉宾呗擷鹪讼凑。 J2123VDDHC20C21 87U22522441J312SpeakerC23
DACCON3
104100uVSSR101KR9C251041KAVSS2C26106SPY00303图 3.3 音频输出电路
3.4 SPR4096外接存储器模块
公交车自动报站系统需要存储大量的语音文字信息，这就要求系统扩展外部存储
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第三章 系统硬件设计 空间，本设计采用凌阳公司的SPR4096模组电路，配合PC机使用ResWriter工具，通过EZ-probe下载线，完成对R4096存储器芯片的擦除、写入、校验等功能。并且SPR4096可以直接与SPCE061A单片机相连，实现SPCE061A单片机存储空间的扩展。嵝硖贪塒廩袞悯倉華糲。 SPR4096是一个高性能的4M位FLASH，分为256个扇区，每个扇区为2K字节。内嵌512K×8位高性能Flash存储器同时内嵌4K×8位SRAM。芯片具有BMI（Bus Memory Interface）并行接口总线与SIF（Serial Interface）串行接口总线。在SPR4096芯片中，使用两种电源供电，VDDI与VDDQ。VDDI范围在2.25V-2.75V，这个电源是给内部的Flash与逻辑控制单元供电的。VDDQ范围在2.25V-3.6V，只给I/O口供电。SPR4096最高工作在5.0MHz频率下，最大读电流为2.0mA，最大编程/擦写电流6.0mA。这里采用SPR4096的串行接口模式工作，CF0-2接低电平，CF7接低电平，硬件电路如图3.5所示。该栎谖碼戆沖巋鳧薩锭。 J1BUSYPD1PD012345CON52PD0REZ_SDA33U1124681113151711920C6104EZ_SCKSCKCK_IOB0135CON20U2123456789101112VDD1SDAVSSQVDDQCF7CF4CF3CFC-2NCNCNCNCSPR4096VSSVDDQSCKRESVSSNCNCNCNCNCNCNC2423222120191817161514131A11A21A31A42A12A22A32A41OE2OEVCC74HC244J302246EZ_SDASDASDA_IOB1VCCC31043.3VJ512345678910CON103.3VC4104C5104C61041Y11Y21Y31Y42Y12Y22Y32Y4GND18161412975310EZ_SCKVDDR2633R4EZ_SDA24PD3RR53.3K33C5D23.3V500P3.3VD1C1104SDA4148BUSYR710KR12kMEMC21043.3V3.3VJ3123MESEL 图 3.4 SPR4096原理电路图
3.5 GPS接收模块
GPS是英文Navigation Satellite Timing and Ranging/Global Positioning System
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第三章 系统硬件设计 的缩写，译为利用卫星导航进行测时和测距/全球卫星定位系统。全球定位系统(Global Positioning System-GPS)是美国从20世纪70年代开始研制，历时20年，耗资300亿美元，于1994年全面建成，为高精度导航和定位而研制的全球被动式无线电卫星系统，是集成无线电导航、定位和定时于一体的多功能系统。劇妆诨貰攖苹埘呂仑庙。 GPS系统的特点: 1、全球，全天候工作：
能为用户提供连续，实时的三维位置，三维速度和精密时间。不受天气的影响。 2、定位精度高：
单机定位精度优于10米，采用差分定位，精度可达厘米级和毫米级。 3、功能多，应用广：
随着人们对GPS认识的加深，GPS不仅在测量，导航，测速，测时等方面得到更广泛的应用，而且其应用领域不断扩大。臠龍讹驄桠业變墊罗蘄。 3.6.1 GPS定位的基本原理
GPS定位的基本原是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空
间距离后方交法，确定待测点的位置。如图所示，假设t时刻在地面待测点上安置GPS接收机，可以测定GPS信号到达接收机的时间△t，再加上接收机所接收到的卫星星历等其它数据可以确定以下四个方程式：鰻順褛悦漚縫冁屜鸭骞。
上述四个方程式中待测点坐标x、 y、 z 和Vto为未知参数，其中di=c△ti (i=1、2、3、4)。穑釓虚绺滟鳗絲懷紓泺。 di (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4到接收机之间的距离。
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第三章 系统硬件设计 △ti (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4的信号到达接收机所经历的时间。
c为GPS信号的传播速度（即光速）。 四个方程式中各个参数意义如下： x、y、z 为待测点坐标的空间直角坐标。
xi 、yi 、zi (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4在t时刻的空间直角坐标，隶誆荧鉴獫纲鴣攣駘賽。 可由卫星导航电文求得。
Vt i (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4的卫星钟的钟差，由卫星星历提供。浹繢腻叢着駕骠構砀湊。 Vto为接收机的钟差。
由以上四个方程即可解算出待测点的坐标x、y、z 和接收机的钟差Vto 。 3.5.2 GPS系统组成
1、GPS卫星星座组成
GPS工作卫星及其星座 由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成GPS卫星星座，记作（21+3）GPS星座。 24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内，轨道倾角为55度，各个轨道平面之间相距60度， 即轨道的升交点赤经各相差60度。每个轨道平面内各颗卫星之间的升交角距相差90度， 一轨道平面上的卫星比西边相邻轨道平面上的相应卫星超前30度。 在两万公里高空的GPS卫星，当地球对恒星来说自转一周时，它们绕地球运行二周， 即绕地球一周的时间为12恒星时。这样，对于地面观测者来说，每天将提前4分钟见到同一颗GPS 卫星。位于地平线以上的卫星颗数随着时间和地点的不同而不同，最少可见到4颗， 最多可见到11颗。在用GPS信号导航定位时，为了结算测站的三维坐标，必须观测4颗 GPS卫星，称为定位星座。这4颗卫星在观测过程中的几何位置分布对定位精度有一定的影响。对于某地某时，甚至不能测得精确的点位坐标，这种时间段叫做“间隙段”。但这种 时间间隙段是很短暂的，并不影响全球绝大多数地方的全天候、高精度。GPS工作卫星的编号和试验卫星基本相同。鈀燭罚櫝箋礱颼畢韫粝。 2、地面监控系统
对于导航定位来说，GPS卫星是一动态已知点。星的位置是依据卫星发射的星历—描述卫星运动及其轨道的 的参数算得的。每颗GPS卫星所播发的星历，是由地面监控系统提供的。卫星上的各种设备是否正常 工作，以及卫星是否一直沿着预定轨道运行，都要由地面设备进行监测和控制。地面监控系统 另一重要作用是保持各颗卫星处于同一时间标准—GPS时间系统。这就需要地面站监测 各颗卫星的时间，求出钟差。然后由地面注入站发给卫星，卫星再由导航电文发给用户设备。 GPS工作卫星的地面监控系统包括一个主控站、三个注入站和五个监测站。惬執缉蘿绅颀阳灣熗鍵。
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