Như đã trình bày ở trên, với các ứng dụng đa dạng và phong phú của công
nghệ GPS trong xã hội ngày nay. Trong luận văn này Em thử nghiệm “Xây dựng,
thiết kế hệ thống nhằm thu thập và hiển thị thông số định vị ứng dụng công
nghệ GPS”.
3.2. Sơ đồ khối hệ thống
Vi điều khiển trung tâm Bộ nhớ SD CARD Màn hình hiển thị Module GPS Nguồn cung cấp Hình 3.7. Sơ đồ khối hệ thống
52
3.2.1. Nguồn cung cấp
Năng lượng cung cấp cho mạch điện tử là nguồn điện một chiều, do vậy để mạch hoạt động hiệu quả và ổn định thì mạch nguồn cũng đóng vai trò nhất định ngoài chương trình và giải thuật toán. Mạch nguồn cung cấp điện áp và dòng điện một chiều cho các linh kiện, phần tử trên mạch. Đồng thời phải có khả năng chống nhiễu cho các phần tử trên mạch từ các nguồn nhiễu bên ngoài và bên trong mạch. Đối với các khối trong hệ thống, nguồn cung cấp thỏa mãn cho khối thẻ nhớ, Module GPS, màn hình hiển thị là 3.3V. Còn với module UART trong mạch để kiểm tra lỗi truyền, nhận bản tin sử dụng nguồn 5V.
3.2.2. Điều khiển trung tâm
Vi điều khiển trung tâm là bộ não của mạch, mọi hoạt động, các thao tác xử lý, điều khiển phụ thuộc hoàn toàn vào khả năng và tốc độ xử lý của chip vi điều khiển này. Bộ vi điều khiển này có nhiệm vụ điều khiển mọi hoạt động thu nhận tín hiệu GPS, hiển thị thông tin lên màn hình Graphic LCD.
3.2.3. Màn hình hiển thị thông tin
Các dữ liệu được lưu trữ, xử lý dưới dạng nhị phân, do đó để giúp người thao tác có một cái nhìn tổng quan hơn thì màn hình Graphic LCD là một là một lựa chọn phù hợp với yêu cầu đặt ra của hệ thống. Với màn hình này các thông tin được hiển thị giúp người thao tác dễ dàng vận hành và sử dụng.
3.2.4. Bộ nhớ SDCARD
Một nhược điểm của vi điều khiển là bộ nhớ trong sẽ bị giới hạn. Với yêu cầu của hệ thống cần phải có nhiều không gian bộ nhớ hơn nữa để dùng cho việc lưu trữ và xử lý thông tin cần thiết trong quá trình hoạt động.
53
3.2.5. Module GPS
Module GPS là một module quan trọng trong việc xác định vị trí của một vật bất kỳ trên bản đồ số. Thông qua module này thì tọa độ, vận tốc, các thông tin quản lý khác sẽ được xác định và truyền tới bộ vi điều khiển trung tâm để xử lý.
3.3. Phân tích các module trong hệ thống. 3.3.1. Vi điều khiển trung tâm 3.3.1. Vi điều khiển trung tâm
Vi xử lý đầu tiên được phát triển đầu tiên do Intel vào những năm 1970, đây là bộ vi xử lý 4 bit đầu tiên. Nhưng cũng từ đó cùng với sự phát triển không ngừng của công nghệ, vi điều khiển ngày này đã được nâng cao mật độ tích hợp làm tăng khả năng xử lý, tốc độ,… làm cho vi điều khiển ngày càng thông minh hơn, dễ dàng điều khiển, tích hợp thêm các chức năng trên một chip vi điều khiển. STM32 là một dòng vi điều khiển 32 bit của STMicroelectronics được phát triển trên nền tảng
Cortex M3. Vi điều khiển STM32F103xE [4] đáp ứng đầy đủ các yêu cầu cho việc
thiết kế hệ thống trên.
* Đặc điểm vi điều khiển STM32F103xE
- Đây là một dòng vi điều khiển mạnh của hãng STM. Cấu trúc lõi Cortex M3. - Lõi ARM - 32 bit Cortex M3 với tần số hoạt động lớn nhất lên tới 72MHz, đơn vị bảo vệ bộ nhớ 210 DMIPS/1.25 DMIPS/MHz.
- Bộ nhớ Flash lên tới 512 Kbytes.
- Bộ nhớ SRAM lên tới 64 Kbytes gồm 64 Kbyte lõi kết hợp bộ nhớ dữ liệu RAM. - Bộ điều khiển bộ nhớ tĩnh linh hoạt hỗ trợ bộ nhớ Flash, SRAM, PSRAM, NOR và NAND.
- LCD giao tiếp song song chế độ 8080/6800.
- Nguồn cung cấp các ứng dụng và I/O là 1.8V đến 3.6V. - Tần số dao động thạch anh 4 - 16 MHz
- Tiêu thụ điện năng thấp.
- Hỗ trợ 3 bộ chuyển đổi A/D 12 bit và 2 bộ chuyển đổi D/A 12 bit - Hỗ trợ các chuẩn giao tiếp USART, SPI, SDIO, I2C,…
54