来源：单片机及嵌入式系统应用 作者：广西大学 周毅 李会萍 赵进创

    接要 详细介绍基于msp430的车载无线手持终端的硬件设计和软件实现。该系统结合gps车台，能实现通信、定住、报警和无线遥控等功能，已在北京、深圳等地投入使用，有很好的市场前景。

    关键词 msp430 tb31224f gps车台 无线手持终端 低功耗

    引 言

    信息时代的到来使得汽车电子产业飞速发展，新兴技术层出不穷。车载终端设备作为新兴汽车电子产品的标志性产物也是日新月异，客户对其要求越来越高。其中，gps车台已成为当今汽车必备的主流终端产品之一。而市场上现有的gps车台手柄拖着一根沉重的通信连接线，操作非常不便，且功能不强，可扩展空间有限，因此，在激烈的市场竞争中显得力不从心。这就必然要求设计出更具市场竞争力的无线方案取而代之。笔者利用ti公司推出的超低功耗16位单片机msp430f149和toshiba公司的射频(rf)芯片tb31224f设计了一款功能强大、性价比高，可扩展性强的车载无线手持终端，且已成功投放市场。

    1 系统组成原理

    车载无线手持终端系统主要由gps车台、车台扩展模块(rf模块)和手持终端三部分组成，如图1所示。

    gps车台包含gps模块、gsm模块、控制单元mcu、天线以及接口单元。gps接收模块用全球卫星定位系统作为定位信号源，计算车辆的位置信息；控制单元mcu完成数据接口、协议和格式等转换以及命令设置和功能控制；gsm通信模块完成数据传输和语音通信等。gps车台接收到卫星导航定位信息，通过gsm通信模块以短消息的方式将车辆的位置和状态信息发送至gsm网络运营服务中心；gsm网络运营服务中心将接收到的车辆定位信息通过数据专线传送至监控中心；监控中心借助电子地图实现对车辆的实时监控。

    在此基础上，经过反复试验又扩展了射频(rf)模块与手持终端进行无线通信。这里利用toshiba公司的射频(rf)芯片tb31224f，工作在46／49 mhz的无绳电话公用信道上，通过双工滤波器很好地解决了抗干扰问题。

    2 手持终端硬件设计

    图2为手持终端硬件组成原理框图，主要由超低功耗16位单片机msp430f149、射频(rf)芯片tb31224f及其外围电路、双工滤波器、人机接口以及电源管理等单元组成。

    msp430f149和tb31224f是手持终端的核心单元。其中：msp430f149主要完成人机接口控制、射频(rf)芯片tb31224f的控制、数据编码以及数据发送和接收等任务；tb31224f主要实现与gps车台进行无线通信(包括数据和语音)。由于车辆上各种电气、电磁干扰很强，对无线通信的影响非常大，因此系统的抗干扰设计显得尤为关键。本文采用双工滤波器技术并且在电路板设计时对高频部分进行了精心的布局；经过反复试验和调试，误码率和语音通话质量完全达到标准要求。由于手持终端设备对系统的功耗要求非常严格，因此电源管理也是系统设计中必不可少的单元。

    2.1 超低功耗单片机msp430f149

    ti公司推出的超低功耗16位单片机msp430f149特别适合用于手持终端设备，主要是因为它具有以下优势：

    ①超低功耗。msp430f149的电源电压采用1．8～3．6 v低电压，ram数据保持方式下耗电仅为0．1 μa，活动模式下耗电为250μa／mips，i／o输入端口的漏电流最大仅为50 na。独特的时钟系统设计，msp430f149包括两个不同的时钟系统：基本时钟系统和锁相环时钟系统(或dco数字振荡器时钟系统)。这些时钟可在指令的控制下打开或关闭，实现对总体功耗的控制。另外，msp430f149采用矢量中断，2个8位端口有中断能力，支持十多个中断源，并可任意嵌套。用中断请求将cpu唤醒只需6μs。通过合理编程，既可降低系统功耗，又可对外部事件请求作出快速响应。

    ②超强处理能力。msp430f149采用了精简指令集(risc)结构，1个时钟周期可以执行1条指令，使msp430f149在8mhz工作时，指令速度可达8mips。另外。msp430f149采用了16位多功能硬件乘法器和硬件乘一加(积之和)等先进的体系结构，大大增强了其数据处理和运算能力。