CN105589084A - 基于stm32的北斗授时定位设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于STM32的北斗授时定位设备。本发明包括STM32微处理器控制模块、UM220接收模块、CH340串口通信模块、12864液晶显示模块和按键交互模块。其中，STM32微处理器控制模块与UM220接收模块、12864液晶显示模块、按键交互模块相连；采用STM32控制器作为设备的控制核心，对UM220接收模块接收到的卫星数据进行提取与处理，送至12864液晶显示模块显示。本发明解决了目前北斗卫星定位、授时的产品少，售价高昂的问题，具有结构简单，操控容易，安全可靠、成本低的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于STM32的北斗授时定位设备。
背景技术
随着北斗卫星导航***的应用越来越广泛，国家对北斗卫星导航***的大力支持和快速发展，北斗卫星导航***设备普及速度也将大大加快。在我们国内北斗卫星导航***产业才刚刚起步，北斗卫星导航***产业的兴起势必也将大大的推进北斗卫星导航***在民间的应用。
不过由于专业北斗卫星导航***设备价格昂贵，普通消费者难以承受，所以也限制了北斗卫星导航***在民间的大量应用，现在各个北斗卫星导航***厂商的当务之急便是降低北斗卫星导航***的制造成本，削减一些普通消费者平时用不到的专业功能，保留一些基本的实用功能，以加快北斗卫星导航***在民间普及的速度。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种基于STM32的北斗授时定位设备。
本发明包括STM32微处理器控制模块、UM220接收模块、CH340串口通信模块、12864液晶显示模块和按键交互模块。其中，STM32微处理器控制模块与UM220接收模块、12864液晶显示模块、按键交互模块相连；采用STM32控制器作为设备的控制核心，对UM220接收模块接收到的卫星数据进行提取与处理，送至12864液晶显示模块显示；该设备的数据采集由UM220接收模块、BD双频天线构成，采集卫星信号；设备的输出由12864液晶显示模块构成；设备的按键交互模块由四个按键S3、S4、S5、S7构成；设备的时钟模块中的晶振Y1、Y2为STM32微处理器控制模块分别提供稳定的低速和高速时钟源，晶振Y3为CH340串口通信模块提供稳定的时钟源。
进一步说，STM32微处理器的型号是STM32F103，焊接在电路板上，或插在焊好的插座上。
进一步说，所述的12864液晶显示模块的型号是ST7920。
进一步说，晶振Y1的频率为32.678KHZ，晶振Y2的频率为8MHZ的晶振Y3的频率为12MHZ。
进一步说，所述电源模块采用芯片型AMS1117-3.3V、AMS1117-5V分别提供需要的3.3V和5V电源。
本发明解决了目前北斗卫星定位、授时的产品少，售价高昂的问题，具有结构简单，操控容易，安全可靠、成本低的优点。
附图说明
图1为本发明的结构原理示意图；
图2为本发明的STM32模块原理图；
图3为本发明的时钟模块原理图；
图4为本发明的液晶模块原理图；
图5为本发明的按键交互模块原理图；
图6为本发明的UM220模块原理图；
图7为本发明的CH340串口通信模块原理图；
图8为本发明的电源模块原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明包括STM32微处理器控制模块、UM220接收模块、CH340串口通信模块、12864液晶显示模块、按键交互模块、时钟模块以及电源模块，采用STM32微处理器作为整个***的控制核心，对UM220接收模块接收到的卫星数据进行提取与处理，送至12864液晶显示模块显示，STM32微处理器控制模块与UM220接收模块采用全双工通信方式工作；CH340串口通信模块实现UM220接收模块与上位机的全双工通信；整个***的输出设备由液晶显示模块构成；整个***的按键交互模块由四个按键S3、S4、S5、S7构成；时钟模块采用Y1、Y2晶振时钟模块为STM32模块提分别供低速和高速时钟源，采用Y3为CH340串口通信模块提供可靠的时钟源；设备有统一的电源模块，其为整个***的所有模块提供稳定可靠的电源。整个***的数据采集设备部分由UM220接收模块、BD双频天线组成接收卫星信号。STM32微处理器的型号是STM32F103,焊接在电路板上，或插在焊好的插座上，包含JTAG接口电路、时钟电路、复位按键和STM32启动方式选择按键。液晶显示模块12864使用的型号是ST7920。
本发明中信号通过UM220接收模块、BD双频天线接收，将它们接收到的信号经过UM220接收模块的放大、滤波后进入STM32微处理器控制模块。
本发明中通过按键S3、S4、S5、S7可以选择综合显示、授时模式、定位模式、测速模式等四种工作模式。
本发明中采用32.678KHZ的Y1、8MHZ的Y2晶振时钟模块为STM32模块分别提供低速和高速时钟源；采用12MHZ的Y3为CH340串口通信模块提供可靠的时钟源。
本发明中电源模块采用芯片型AMS1117-3.3V、AMS1117-5V分别提供需要的3.3V和5V电源。
具体实施例
如图2所示，STM32微处理器的PC14、PC15引脚与32.768KHZ晶振Y1相连，然后通过10pF电容C21、C22并联接地；OSC_IN、OSC_OUT高速外部引脚与8MHZ晶振Y2相连通过22pF电容C1、C2并联接地；所述STM32的复位电路将NRST引脚通过10千欧电阻接到电源,通过100nF电容C7与按键S2并联接地，通过按键S2控制是否复位；STM32启动方式电路是将BOOT0、BOOT1通过电阻一端接至3.3V电源，另一端通过跳帽选择。
如图6所示，所述UM220接收模块使用CH340串口通信模块实现与上位机全双工通信。接口电路UM220的串口TXD1通过电阻与CH340模块的成串口RXD相连、串口RXD1通过D2二极管与CH340模块的串口TXD相连，实现稳定、可靠的快速全双工通信。UM220模块的串口RXD2、TXD2与STM32模块的串口TXD2、RXD2相连，实现稳定、可靠的快速全双工通信。UM220的TIME_PULSE的端口通过1千欧的电阻和LED2发光二极管与3.3V电源相接，可以指示UM220模块的工作状态，RF_IN端口接BD双频天线通过100mH电感一端接到VCC_RF,一端与0.1uF的电容C4、C8相连接地，可实现滤波的作用。
如图4所示，所述12864液晶显示模块使用的型号是ST7920。自带对比度调节按钮，采用5V电源直接供电。液晶显示模块的RS、RW、EN、DB0、DB1、DB2、DB3、DB4、DB5、DB6、DB7、CS1、CS2的各引脚分别与STM32的PB0、PB1、PB12、PA0、PA1、PA2、PA3、PA4、PA5、PA6、PA7、PB13、PB14的引脚相连，使液晶显示模块按照需要正常工作。
如图5所示，所述按键模块通过按键S3、S4、S5、S7一端分别与STM32的PB5、PB6、PB7、PB8各引脚相连，按键另一端统一接地；通过按下相应的按键可以选择综合显示、授时模式、定位模式、测速模式等四种工作方式。
如图3和图7所示，所述时钟模块通过32.768KHZ晶振Y1与STM32微处理的PC14、PC15引脚相连，再与10pF的电容C21、C22相连并联接地，8MHZ晶振Y2与STM32微处理的OSC_IN、OSC_OUT高速外部引脚相连，再与22pF的电容C1、C2相连并联接地晶振，分别为STM32模块提供稳定低速和高速时钟源；12MHZ晶振Y3与CH340串口通信模块的XI、XO引脚相连，再与22pF的电容C15、C16相连并联接地，为CH340串口通信模块提供可靠的时钟源；保证了STM32微处理器稳定、可靠的工作，同时保证UM220接收模块与上位机可以进行稳定的全双工通信。
如图8所示，所述的电源模块使用AMS1117稳压模块提供电源，通过电容1uF的电容C11、C13进行对AMS1117稳压模块的输出电压进行滤波，用发光二极管D3、D4串联电阻指示供电电源是否正常工作，S6为***的总电源开关。
本发明的信号采集设备包括UM220和BD双频天线，通过按键交互模块选择工作方式，STM32微处理器根据采集设备传回的信息，通过STM32进行数据的提取与处理，将获取的时间、经度坐标、维度坐标的信息送至液晶显示屏进行显示，从而完成授时和定位。
Claims (1)
1.基于STM32的北斗授时定位设备，其特征在于包括STM32微处理器控制模块、UM220接收模块、CH340串口通信模块、12864液晶显示模块和按键交互模块；其中，STM32微处理器控制模块与UM220接收模块、12864液晶显示模块、按键交互模块相连；采用STM32控制器作为设备的控制核心，对UM220接收模块接收到的卫星数据进行提取与处理，送至12864液晶显示模块显示；该设备的数据采集由UM220接收模块、BD双频天线构成，采集卫星信号；设备的输出由12864液晶显示模块构成；设备的按键交互模块由四个按键S3、S4、S5、S7构成；设备的时钟模块中的晶振Y1、Y2为STM32微处理器控制模块分别提供稳定的低速和高速时钟源，晶振Y3为CH340串口通信模块提供稳定的时钟源；具体如下：
STM32微处理器的PC14、PC15引脚与32.768KHZ晶振Y1相连，然后通过10pF电容C21、C22并联接地；OSC_IN、OSC_OUT高速外部引脚与8MHZ晶振Y2相连通过22pF电容C1、C2并联接地；STM32的复位电路将NRST引脚通过10千欧电阻接到电源,通过100nF电容C7与按键S2并联接地，通过按键S2控制是否复位；STM32微处理器启动方式电路是将BOOT0、BOOT1通过电阻一端接至3.3V电源，另一端通过跳帽选择；
UM220接收模块使用CH340串口通信模块实现与上位机全双工通信；UM220接收模块的串口TXD1通过电阻R8与CH340串口通信模块的串口RXD相连；串口RXD1通过二极管D2与CH340串口通信模块的串口TXD相连，实现稳定、可靠的快速全双工通信；UM220接收模块的串口RXD2、TXD2与STM32微处理器的串口TXD2、RXD2相连，实现稳定、可靠的快速全双工通信；UM220接收模块的TIME_PULSE的端口通过1千欧的电阻R7和发光二极管LED2与3.3V电源相接，指示UM220接收模块的工作状态，RF_IN端口接BD双频天线，通过100mH电感LI一端接到VCC_RF,一端与0.1uF的电容C4、C8相连接地，实现滤波的作用；
12864液晶显示模块使用的型号是ST7920；自带对比度调节按钮，采用5V电源直接供电；液晶显示模块的RS、RW、EN、DB0、DB1、DB2、DB3、DB4、DB5、DB6、DB7、CS1、CS2的各引脚分别与STM32微处理器的PB0、PB1、PB12、PA0、PA1、PA2、PA3、PA4、PA5、PA6、PA7、PB13、PB14的引脚相连，使液晶显示模块按照需要正常工作；
所述按键模块通过按键S3、S4、S5、S7一端分别与STM32的PB5、PB6、PB7、PB8各引脚相连，按键另一端统一接地；通过按下相应的按键可以选择综合显示、授时模式、定位模式、测速模式这四种工作方式；
时钟模块通过32.768KHZ晶振Y1与STM32微处理的PC14、PC15引脚相连，再与10pF的电容C21、C22相连并联接地，8MHZ晶振Y2与STM32微处理器的OSC_IN、OSC_OUT高速外部引脚相连，再与22pF的电容C1、C2相连并联接地晶振，分别为STM32微处理器提供稳定低速和高速时钟源；12MHZ晶振Y3与CH340串口通信模块的XI、XO引脚相连，再与22pF的电容C15、C16相连并联接地，为CH340串口通信模块提供可靠的时钟源；保证了STM32微处理器稳定、可靠的工作，同时保证UM220接收模块与上位机可以进行稳定的全双工通信；
电源模块使用AMS1117稳压模块提供电源，通过电容1uF的电容C11、C13进行对AMS1117稳压模块的输出电压进行滤波，用发光二极管D3、D4串联电阻指示供电电源是否正常工作，S6为***的总电源开关。
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