基于PIC18LF6520的专用接口板设计

　　1、引言

　　在低成本MIMU/MR/GPS组合导航系统中，不仅系统内部各种设备之间存在大量的实时数据传输，而且系统与外界的一些设备之间也要进行实时的数据交换。然而，协同工作的不同设备的接口各不相同而且传输协议也有差异，导致这些设备之间不能够直接进行数据传输。市场上常见的接口卡，综合考虑其性能、尺寸和成本等因素不适合于低成本MIMU/MR/GPS组合导航系统。因此，研制一种专用的接口板，满足组合导航系统中不同设备间数据交互的需要，具有非常重要的现实意义和应用前景。

　　2、设计要求

　　低成本MIMU/MR/GPS组合导航系统的结构框图如图1所示，从图中可以地看到，系统内部各个分机设备以及系统外部相关设备的接口各不相同而且传输协议也有差异：OEM板使用RS-232异步串口交换数据;导航计算机通过SPI总线进行数据传输;MIMU、磁传感器、温度传感器和压力传感器等直接输出模拟差分信号;系统则通过RS-485和RS-232与系统外设备进行通讯。这些设备之间不能够直接进行数据传输，因而要求研制一种专用接口板，在各种设备间架起一座通讯的“桥梁”，对接口板的各项要求参见表1。

　　3、硬件电路设计

　　3.1 控制器的选择

　　本设计中控制器选用Microchip公司的PIC18LF6520单片机。该单片机包含2个RS232串口，配置有一个主控同步串行端口(MSSP)模块，复用一个从动并行端口(PCP)，完全可以满足本系统中各种设备的接口要求。另外，PICLF6520有7个并行端口,每个端口中的每根引脚都可以用软件的方式单独编程，控制能力强大;自带1K字节的电可擦写EEPROM存储器，拥有32K字节的FLASH存储器，2048字节的RAM、丰富的中断源，具有体积小、功耗低的特点。看门狗可以提高软件运行的可靠性，RISC(精简指令集计算机)指令易学易用，ICSP(在线可编程)方便可调。

　　3.2 接口板与OEM板的接口设计

　　接口板与GPS接收机接口的主要作用是接收GPS数据，并向GPS接收机发送控制指令。主要通过接口板上的PIC18LF6520来实现。

　　本系统采用的GPS接收机是NovAtel公司的SuperStar II GPS-OEM板，它采用RS-232异步串行口(波特率范围在300Hz到38.4KHz)通过报文的形式与外部设备进行信息的交换并对其控制。SuperStar II GPS-OEM接收机具有20针的接口端子，设计中使用部分的管脚定义如表2所示。

　　PIC18LF6520本身带有全双工的异步串行口(UART)，因此两者之间的接口电路只需增加一个ADM232AARN电平转换芯片即可，原理图参见图2。在初始化SuperStar II GPS-OEM接收机和单片机串行口时定义相同的波特率、字符长度、停止位数、偶/奇/无校验等，两者之间的通信采用中断工作方式。