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用MCU來控制藍牙GPS模塊

發(fā)布時間:2011-10-14 來源:北高智

中心議題:
  • 研究用MCU來控制藍牙GPS模塊
解決方案:
  • 由MCU的串行口讀取標準NMEA數(shù)據(jù)
  • 選用的GPS模塊是高靈敏度模塊GM20

GPS定位產(chǎn)品正在漸漸的深入到大眾消費中來,隨著電子地圖的日趨完善,GPS系統(tǒng)將越來越發(fā)揮更加實際的指引作用。藍牙GPS模塊實現(xiàn)以無線藍牙接口來發(fā)送GPS模塊的定位數(shù)據(jù),它掙脫了導線的束縛,從而可以很容易地在各種支持藍牙的便攜設(shè)備上實現(xiàn)導航定位功能。

藍牙GPS模塊也是一個小小的便攜設(shè)備,需要實現(xiàn)電源的管理、GPS數(shù)據(jù)的處理、藍牙狀態(tài)的判斷以及點亮指示燈等功能。這都要求使用一個MCU來協(xié)調(diào)控制整機的工作。

Freescale半導體的HCS08系列8位高性能MCU:MC9S08QG4即是個不錯的選擇。適用于本方案的主要參數(shù)為:
  •  低功耗,簡單的BDM調(diào)試口
  •  16腳封裝,內(nèi)嵌10MHz振蕩器(外部晶振支持20MHz),最多可用14個IO口
  • 4KB FLASH,256B RAM
  • 內(nèi)置上電復位電路,1路標準RS232接口,8路10位ADC

其它參數(shù)請參照MC9S08QG4的數(shù)據(jù)手冊,根據(jù)需要可使用MCU的其它資源。

下面為本方案的原理框圖:

選用的GPS模塊是SKYLAB公司的高靈敏度模塊GM20,低功耗,搜星快,最高接收靈敏度達-160dBm,弱信號時可很容易定位。由于其靈敏度高,在GPS天線設(shè)計上帶來簡便,僅需要一個陶瓷片天線,不加外部LNA即可實現(xiàn)良好的衛(wèi)星接收性能。

充電IC選用性價比高的EUP8054,最大充電電流可達800mA,并可用外部電阻來調(diào)節(jié)充電電流;鋰電池容量選擇在1000mAh以上,整機工作電流在50mA左右,因此易實現(xiàn)超過15小時的連續(xù)工作時間;藍牙模塊為業(yè)內(nèi)兼容性良好的CSR方案,并且藍牙天線為直接畫在PCB上的微帶線,節(jié)省成本;3個LED全部由MCU來控制,可分別指示藍牙狀態(tài)、GPS定位狀態(tài)及充電狀態(tài)等,也可依客戶要求來定做不同的顯示模式。

開關(guān)機是需要合理設(shè)計的,應實現(xiàn)由輕觸按鍵進行開關(guān)機,在充電時也能自動開機指示充電狀態(tài),并且電池的電壓不同時要保證電路的可靠工作。通過靈活運用9S08QG4的ADC功能,搭配外圍精簡的RC電路,實現(xiàn)了上述要求開關(guān)要求。
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在關(guān)機狀態(tài)下,按下按鍵使能LDO,輸出電壓,MCU開始工作,此時,3個LED指示電池的剩余電量,若電量很低,則LED均不亮。同時,MCU進行ADC采樣,通過AD值判斷按鍵是否按下,當按下時間超過設(shè)定值,MCU使用一個IO口鎖住LDO的使能腳。此時按鍵松開系統(tǒng)繼續(xù)供電,完成軟開機操作;

在開機狀態(tài)下,按鍵按下時ADC采樣值會有變化,當持續(xù)按鍵超過設(shè)定值后,MCU判斷為關(guān)機操作,關(guān)掉LED,取消對LDO-EN的自鎖,按鍵松開后系統(tǒng)將失電,完成關(guān)機操作。

需要說明的是,當直接插入外部電源給設(shè)備充電時,LDO也被使能,系統(tǒng)開機,此時ADC的采樣值與按鍵開機不同,因此MCU進入充電模式,3個LED動態(tài)指示充電過程。當然,在充電過程中也可以通過按鍵進行開關(guān)機操作,顯然,ADC值也會有差別。

MCU還使用一路ADC檢測電池電量,指示充電中、充滿的狀態(tài),并可由按鍵來檢查電量,LED負責顯示。

對于GPS的定位狀態(tài)指示,由MCU的串行口讀取標準NMEA數(shù)據(jù),判別RMC數(shù)據(jù)流中定位標志位來實現(xiàn)。這有利于兼容不同廠家的GPS模塊,因為RMC數(shù)據(jù)流是必需的信息。
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