基于藍(lán)牙的便攜式GPS接收器模塊電路設(shè)計(jì)
GPS藍(lán)牙接收器是一種便攜式、電池供電的手持設(shè)備,采用藍(lán)牙接口,通過無線技術(shù)將GPS 信號(hào)提供給具有藍(lán)牙接口的顯示裝置,能夠?yàn)橛脩籼峁┒ㄎ缓蛯?dǎo)航信息。文章根據(jù)手持GPS藍(lán)牙接收器的特點(diǎn),進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì),從硬件、軟件兩方面進(jìn)行論述,提出了一種實(shí)現(xiàn)方案,實(shí)驗(yàn)的結(jié)果說明設(shè)計(jì)方案是可行的,具有成本低,產(chǎn)品體積小,性能穩(wěn)定,易生產(chǎn)和便于改進(jìn)等主要特點(diǎn),可滿足用戶的需要,有一定的發(fā)展空間。
為了方便開發(fā),硬件采用模塊化方式設(shè)計(jì).GPS藍(lán)牙接收器的硬件電路設(shè)計(jì)共分五個(gè)模塊:GPS、藍(lán)牙、電源、開關(guān)、藍(lán)牙天線。 GPS模塊選用的型號(hào)是RGM3310.其電源輸入為3.3VDC,耗電量連續(xù)使用模式下為70mA,省電模式下為35mA,傳輸速度為4,800~57,600bps, 輸出格式為NMEA0183GGA,GSA,GSV,RMC.將GPS模塊的輸出端直接與藍(lán)牙的輸入端連接,藍(lán)牙 將GPS數(shù)據(jù)不做處理通過藍(lán)牙天線以串口的形式傳輸給帶藍(lán)牙接口的終端。
藍(lán)牙模塊:選用的型號(hào)是CSR的BCM-02.外 形尺寸為,其電源輸入為2.7V~3.6VDC,支持Spec.v1.1規(guī)范,傳輸距離可達(dá)10m,內(nèi)置8Mbi2tFlash,支持Park,Sniff,Hold和DeepSleep四種模式。在進(jìn)行二次開發(fā)的過程中,需要對(duì)串口協(xié)議進(jìn)行進(jìn)一步的開發(fā),采用CSR公司提供的BlueLab藍(lán)牙嵌入式軟件開發(fā)工具包,使用VC++調(diào)用軟件開發(fā)工具提供給用戶的動(dòng)態(tài)連接庫(DLL),針對(duì)具體應(yīng)用編寫程序,并通過BlueFlash程序向CSR藍(lán)牙模塊的Flash存儲(chǔ)器中寫入固件。藍(lán)牙模塊原理圖如圖2所示。
電源設(shè)計(jì):關(guān)鍵是內(nèi)部保護(hù)電路的設(shè)計(jì)及各部件之間不同電平的轉(zhuǎn)換。由于手持設(shè)備采用電池供電,所以電源模塊必須保證輸入電壓范圍較大在3.7V~4.2VDC范圍內(nèi)都能正常工作。電源模塊與鋰電池內(nèi)部的充電電路相結(jié)合,可以完成電池的充放電,并提供過充電保護(hù)、過放電保護(hù)、短路保護(hù)的功能,增加了可靠性。采用芯片LTC3440可將 電池提供的輸入電壓轉(zhuǎn)換為GPS與藍(lán)牙需要的3.3V電壓。電源模塊原理圖如圖3所示。
開關(guān)模塊:移動(dòng)設(shè)備為了避免誤開機(jī)和實(shí)現(xiàn)單鍵開關(guān)機(jī),要重點(diǎn)設(shè)計(jì)其開關(guān)模塊。其核心器件是一個(gè)D觸 發(fā)器,選用芯片SN74AUP1G74.利用PRE,CLR均為高電平時(shí)狀態(tài)保持特性,通過正確的開關(guān)電路設(shè)計(jì),配合藍(lán)牙芯片編程,可實(shí)現(xiàn)單鍵開關(guān)機(jī)功能。開關(guān)模塊原理圖如圖4所示。
GPS藍(lán)牙接收器的天線設(shè)計(jì)可以采用兩種方法:一種是印刷電路板(PCB)天線,此種天線印刷 在電路板的最頂層并在其附近有鋪地,設(shè)計(jì)簡單且 無成本,普遍采用幾何型天線。其設(shè)計(jì)要點(diǎn)是保證一定的天線寬度、長度及形狀,從而使天線達(dá)到50歐姆匹配,一般天線的長度要長于四分之一波長并和它的幾何形狀及與鋪地的距離有關(guān)。第二種是陶瓷天線,此種天線體積小,性能可靠,且設(shè)計(jì)簡單,非常適用于GPS藍(lán)牙接收器這樣的手持設(shè)備。