1、目 录0 摘要 11 引言21 系统方案选择与论证21.1 总体设计方案 31.2 部分模块设计方案31.2.1 主控芯片选择方案 31.2.2 操作系统及选择方案 31.2.3 GPS 模块设计方案31.2.4 显示模块设计方案 31.2.5 地图文件存放方案 41.3 总体方案确定42 系统硬件设计2.1 主控芯片电路52.2 flash 芯片电路 72.3 串口电路 82.4 usb 接口电路 92.6 系统总线及 lcd 接口电路 92.5 电源电路 103 系统的软件设计 113.1 程序结构框图 113.2 Maintab 类 113.3 Mainwidget 类 113.4 co
2、nfig 类 123.5 map 类 133.6 gps_diver 类 1413.7 staSNR 类 143.8 debug_PDF 类 153.9 Makefile 文件 163.10 地图文件 （mapinfo.txt 文件）164 测试 164.1 操作系统烧写测试 164.2 卫星接收测试184.3 地图显示测试 204.4GPS 信号检测测试224.5 功耗测试 224.6 其他测试 234.7 测试结果分析 235 总结 23参考文献: 23谢： 24录： 24毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文） ，是我个人在指导教师的指导下
3、进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。2对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日 期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校
4、可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 3基于 ARM-LINUX的 GPS导航系统 摘要：本系统由 GPS 数据采集并显示、地图显示两大部分组成，模拟 GPS 导航的过程。通过 GPS 模块、arm9 硬件环境、嵌入式 LINUX 操作系统、TFT 触摸屏等模块来完成整个体系的运作，使其实时采集 GPS 数据，然后将 GPS 数据对应的地图显示出来，再利用串口将数据送入 PC 机数据库中实现查询等一系列功能。本设计的特点在于界面友好、用户易操作、功耗低、便于长时间户外导航。关键词：ARM;LINUX;GPS;C+语言;SHELL 编程;嵌入式操作系统The ARM-LINUX-b
5、ased GPS navigation systemZhu Heng(Institute: Institute of Physics and Electronic Information Professional: Applied Electronic Technology Education Year: 06 Instructor: ZHOU Yong-hong)Abstract: This system consists of GPS data collection, map display composed of two parts, simulated GPS navigation p
6、rocess. Through the GPS module, arm9 hardware environment, embedded LINUX operating system, TFT touch screen and other modules to complete the operation of the entire system to collect real-time GPS data, GPS data and then display the corresponding map, re-use the data into the PC serial port machin
7、e in the database queries, and so to achieve a series of functions. This design feature is user-friendly, user easy to operate, low power consumption, easy to navigate a long time outdoors.Keywords: ARM; LINUX; GPS; C + + language; SHELL programming; embedded 4operating system50 引言GPS 是英文 Global Pos
8、itioning System（全球定位系统）的简称，而其中文简称为“球位系” 。GPS 是 20 世纪 70 年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统 。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、 全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的。随着人民生活水平的法杖，GPS 技术被越来越多的应用在个人 PDA、个人车载终端、手机等个人设备上。人们通过手持 GPS，能准确知道自己所在的位置，从实现到导航、确定旅游路线、获取地理信息等功能。本文介绍的 GPS 导航系统，以 ARM 作为主控芯片，配以 GPS、TFT触摸屏、嵌入式 LINUX 操作系统
9、，构建了一个集 GPS 信息显示、地图显示、语音导航为一体的完整系统。本系统在一定程度上推动了个人手持 GPS 导航设备研究的发展。1 系统方案选择和论证1.1 总体设计方案个人手持设备要求界面美观、功耗低、易于操作。系统应有彩色触摸屏；低功耗、高速度的处理芯片；带有嵌入式操作系统；GPS 信息接收模块；sd 卡用以存放地图；模块框图分别如图 1 所示：图 1 系统结构框图S3c2440TFT 触摸屏Sd 卡（存放地图）Gps 模块电 源串口（调试及下载）Nand flash Nor flash6Fig.1 System Structure Diagram1.2 部分模块设计方案1.2.1 控
10、制模块设计方案方案一：采用凌阳公司的 16 位单片机，它是 16 位控制器，具有体积小、驱动能力高、集成度高、易扩展、可靠性高、功耗低、结构简单、中断处理能力强等特点。用于语音处理和识别等领域。满足系统 GPS 模块和语音导航功能的需要。由于本系统需要彩色人机交互界面，对处理速度要求较高，故不采用。方案二：采用 samsung 公司的 s3c2440。S3c2440 采用 ARM920t 内核，实现了MMU、ARBA、BUS 和 Harvard 高速缓冲体系结构。是一块高性能、低功耗的嵌入式芯片。可植入操作系统。在个人 PDA 领域应用及广。植入操作系统后，在用户 GUI 编程方面具有很大优势
11、。内置 AD/DA，便于扩展语音模块。故选用此芯片为主控芯片。1. 2. 2 操作系统选择方案Linux 操作系统广泛应用在嵌入式设备中，其源代码开放、免费；内核性能高效、多任务、可制定；完善的图形管理、文件管理机制；良好的开发环境、强大的工具集 。可移植 QT 开发环境，可实现跨平台的编译，代码重用率高。1.2.3 GPS 模块选择方案方案一：采用串口接口 GPS 模块。优点：便于驱动，价格便宜。缺点：嵌入式linux 的调试需要用到串口，若 GPS 模块占用了串口会造成调试不便。故不采用方案二：采用 usb 接口 GPS 模块。优点：便于携带、连接开发板。缺点：驱动相对较难、价格相对较贵。
12、为了便于调试和携带，采用 usb 接口 GPS 模块。1.2.4 显示模块设计方案方案一：采用 LCD 显示。液晶显示屏（LCD）具有轻薄短小，低耗电量。但不能实现触摸功能，故部采用。7方案二：采用 TFT 显示。TFT 屏幕带有四线式电阻触摸膜，能实现触摸功能、便于用户操作，故采用。1.2.5 地图文件存放方案方案一：采用 s3c2440 核心板内置 nand flash 存放。Nand flash 读取速度快。但容量较小，只有 128M,不适合存放大量地图数据，故不采用。方案二：采用外置 sd 卡。Sd 卡读取速度相对较慢，且会增加成本。但能存放大量数据（），地图更新升级也很方便。故采用。
13、1.3 总体方案确定1） 控制芯片： 采用 s3c2440 arm9 处理器2） 液晶显示模块： 采用 NEC TFT 3.5 寸屏幕3） GPS 模块： 采用三星公司的 GPS-USBII 模块4） nand flash： 采用 K9F1208；5） nor flash： 采用 AM29LV160DB5） 音频处理芯片： UDA1341TS；6） SD 卡 模块： 采用金士顿公司的 4GB SD 卡；7） 电源模块： 采用两个 8V 可充电锂电池；8） 操作系统： 采用嵌入式 linux 操作系统2 系统的硬件设计与实现系统硬件采用友善之臂的 s3c2440 mini2440 开发板。Mini2440 体积小，便于携带；接口丰富，易于扩展；功耗低，便于长时间户外导航。Mini2440 硬件特性如下图：8图 2 主控芯片电路Fig.2 Master-chip circuitry2.1 主控芯片电路主控芯片为 s3c2440 的 6 层核心板，该核心板性能稳定、工艺精良。9
