本文提出一种双向通信渔船测报仪电路系统的设计方案。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，以应对嵌入式 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 个可挂接大容量硬盘的 IDE 接口以及实时时钟。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 还可通过内部集成的两路 SPI 接口外接 16 位 ADC，以接入温度、湿度、盐度、压力等传感器。S3C2440A 的通用 I/O 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；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展开，相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，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 可编程输出脉宽与极性可调的事件信号，提供给 UM220 的 EVENT 引脚。

图 4　UM220 电路原理图

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 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 电路板上需要布线 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。