双向通信渔船测报仪系统电路模块设计

　　提出了一种双向通信渔船测报仪电路系统设计方案。该渔船测报仪电路系统具有低功耗、微型化、接口丰富、可靠性高等特点，可为渔民提供船舶定位、海上通信、遇险求救等多种功能服务，可提升海上船舶安全防范能力，因而对相关行业主管部门具有重要意义。渔船测报仪采用三星公司基于ARM920T内核的S3C2440A作为系统中央处理器，配备128M的SDRAM，256M的NAND FLASH和16M的NOR FLASH，以应对嵌入Linux操作系统所消耗的内存。S3C2440A集成了MMC/SD卡读写控制器，LCD与触摸屏接口，3路UART串口，1路主控与1路从动USB接口，1个IDE接口可挂接大容量硬盘，实时时钟。S3C2440A内部集成的3路串口可通过外接简单的RS232电平转换芯片，分别连接北斗卫星通讯定位终端、GPRS模块和风传感器。此外，ARM9处理器S3C2440A通过内部集成的两路SPI接口可外接16位ADC，以外接温度、湿度、盐度、压力等传感器。S3C2440A的通用IO口作为开关量输入检测和输出控制接口，并可根据用户需求进行扩展。与此同时，S3C2440A 还可满足连接以太网控制器，USB外设，电子罗盘、海流计、水声传输等可扩展应用需求。

　　北斗卫星通讯模块电路设计

　　北斗卫星通讯模块电路的设计可以从信号接收、信号处理及功能界面显示三个层次加以展开，相对应采用性价比高的北斗卫星通讯终端，并设计出串口通讯电路与 LCD液晶显示电路。北斗卫星通讯模块可选用和芯星通公司的UM220模块，该模块支持北斗二代（BD2）与GPS双系统导航授时，具有尺寸小（仅 40×30×3.7mm）、功耗低（仅350mW）、集成度高等优点。该模块三维定位精度为3m，速度精度为0.1m/s，数据更新率可达1Hz。UM220还配有卫星显控软件CDT（Control&Display Tool），北斗卫星通讯模块电路主要包括 UM220接口、天线、后备电源、复位及串口通讯电路，其电路原理图如图4所示。ARM9处理器S3C2440A的串口0引脚TXD0、RXD0与 UM220的RXD3、TXD3相连接构成串口通讯电路。S3C2440A的引脚GPE0与UM220的PPS引脚连接，可接收UM220输出的脉宽与极性可调的PPS信号；S3C2440A的引脚GPE1可编程。

　　图4 UM220电路原理图

　　输出脉宽与极性可调的事件信号提供给UM220的EVENT引脚。UM220供电电源引脚VCC与GND间并联有电解电容CT1和陶瓷电容C1，以滤除高频与低频杂波信号，使得UM220供电电源稳定纯净，且电压峰峰值不超过50mV。UM220具有精确授时功能，为维持系统时钟，UM220的VBAT引脚经限流电阻R1与压降二极管D2、 D3接有3V锂电池。其中，二极管D3压降0.3V，而D2压降0.7V，以确保UM220的VBAT引脚平时由主电源3.3V供电，而主电源失电时，则由后备电源3V锂电池供电。UM220的GNSS_ANT引脚在PCB电路板需要布线50Ω以匹配天线阻抗，然后外接北斗卫星蜂窝天线。此外，电阻R2、 R3与电容C2及二极管D1构成稳定的低电平复位电路，且低电平保持时间大于2ms。