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    (3)轻松总线驱动:减少元件数量和电源消耗,4mA总线驱动即可使模块正常工作,每个模块只需1-2瓦能耗。
    2.1.2  PC104模块使用方法
     虽然PC/104模块的扩展和应用是灵活的,仍有二种基本的PC104使用方法。
    (1)自我堆栈式是独立的模块堆栈方式。这方式中,模块是被用作全兼容的总线底板,每个模块留出0.6英寸间距;
    (2)作为高度集成的元件应用。在这种方式下,模块作为用一个高度集成元件,插入一个定制的母板上,母板上包含有应用接口和总线逻辑,它的自我堆栈方式,可在一个位置上安装几个模块。这种方式允许在系统调试或者测试时,临时更换模块,同时有利于产品的升级。
    2.1.3    PC104和PC104PLUS
    PC104有两个版本,8位和16位,分别与PC和PC/AT相对应。PC104PLUS则与PCI总线相对应,在PC104总线的两个版本中,8位PC104共有64个总线管脚,单列双排插针和插孔,P1:64针,P2:40针,合计104个总线信号,PC104因此得名。当8位模块和16位模块连接时,16位模块必须在8位模块得下面,如图2.1。P2总线连结在8-位元模块中是可选的,这样让这些模块无论何处都可在堆栈中使用。
     
    图2.1    模块堆布局图
    PC104PLUS是专为PCI总线设计的,可以连接高速外接设备。PC104PLUS在硬件上通过一个3×40即120孔插座,PC104PLUS包括了PCI规范2.1版要求的所有信号。为了向下兼容,PC104PLUS保持了PC104的所有特性。
    PC104PLUS与PC104相比有以下3个特点:
    (1)相对PC/104连接,增加了第三个连结接口支持PCI bus;
    (2)改变了组件高度的需求,增加模块的柔韧性;
    (3)加入了控制逻辑单元,以满足高速度bus的需求。
    关于PC104PLUS总线与PCI总线规范的不同:
    (1)PC104PLUS是用120针2mm孔堆栈插座连接,而32位PCI总线用124针插槽连接;
    (2)120针的PCI不支持64位扩展,和JTAG、PRSNT和 CLKRUN 信号。
    PC104PLUS规范包含了两种总线标准:ISA和PCI,所以和其他PC机一样,可以双总线并存。
    由于PC104的管脚定义与ISA、PCI的规范完全兼容,所以在产品内部用PC/104模块时,也可以应自己的需要设计生产更多的专业应用PC/104模块种类。可以相信,嵌入式PC对目前的工业控制计算机体系产生了积极的影响,而且将在许多应用领域形成主流格局。[5]
    2.2  GPS全球定位系统介绍
    1973年美国国防部决定发展各军种都能使用的全球定位系统GPS(Global Positioning System),并指定由空军牵头研制,历时20多年,耗资数百亿美元,于1994年3月10日,24颗工作卫星全部进入预定轨道,GPS系统全面投入正常运行,技术性能达到了预期目的,其中粗码(C/A码)的定位精度高达20m,远远超过设计指标。GPS是现代科学的结晶,它的推广应用有力地促进了人类社会的进步。
    2.2.1  GPS系统组成
    GPS整个卫星导航系统包括导航卫星、地面控制部分、用户设备三部分。
    (1)导航卫星
    GPS系统有24颗卫星,分布在6个轨道面上,轨道倾角55º,每个轨道上均匀分布4颗卫星,卫星高度为20183km,周期12h.这种布局能使载体在地球上任一地点,任一时刻都能接收到4颗以上的卫星信号,实现全球连续定位。
    (2)地面控制部分
    地面控制部分包括5个监测站,1个主控站和3个注入站。
    监测站的任务是在卫星过顶时收集卫星播发的导航信息,对卫星实行连续监控,收集当地气象数据,并将数据送往主控站。
    主控站的任务是用配备的精密原子钟提供GPS系统的时间基准,并将GPS时间和UTC时间的相对漂移编入导航电文,通过注入站注给卫星。处理各监测站送来的数据,编制各卫星星历,计算各卫星钟的种类和电离层校正参数,并送给注入站。同时,它还用来控制卫星的运行轨道,控制卫星位置和姿态。
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