- 研究用MCU來控制藍(lán)牙GPS模塊
- 由MCU的串行口讀取標(biāo)準(zhǔn)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(lán)牙GPS模塊實現(xiàn)以無線藍(lán)牙接口來發(fā)送GPS模塊的定位數(shù)據(jù)，它掙脫了導(dǎo)線的束縛，從而可以很容易地在各種支持藍(lán)牙的便攜設(shè)備上實現(xiàn)導(dǎo)航定位功能。
藍(lán)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(lán)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(jī)的工作。
Freescale半導(dǎo)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(fù)位電路，1路標(biāo)準(zhǔn)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(dá)-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(dá)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(jī)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(lán)牙模塊為業(yè)內(nèi)兼容性良好的CSR方案，并且藍(lán)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(lán)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(jī)是需要合理設(shè)計的，應(yīng)實現(xiàn)由輕觸按鍵進(jìn)行開關(guān)機(jī)，在充電時也能自動開機(jī)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(jī)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(jìn)行ADC采樣，通過AD值判斷按鍵是否按下，當(dāng)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(jī)操作；
在開機(jī)狀態(tài)下，按鍵按下時ADC采樣值會有變化，當(dāng)持續(xù)按鍵超過設(shè)定值后，MCU判斷為關(guān)機(jī)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(jī)操作。
需要說明的是，當(dāng)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(jī)，此時ADC的采樣值與按鍵開機(jī)不同，因此MCU進(jìn)入充電模式，3個LED動態(tài)指示充電過程。當(dāng)然，在充電過程中也可以通過按鍵進(jìn)行開關(guān)機(jī)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(fù)責(zé)顯示。
對于GPS的定位狀態(tài)指示，由MCU的串行口讀取標(biāo)準(zhǔn)NMEA數(shù)據(jù)，判別RMC數(shù)據(jù)流中定位標(biāo)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。
