N303-3

泰山为 为体 北斗 斗致用 N3 303 双 双模导航 航定位 位模块 用 用户手册 册 htotop Confide ential Tech Copyright © 2008-2014 All A Rights Rese erved. Page 1 of 20 N303双模导航定位 位模块用户手册 Revv.1.1 文档 档修订记录 录 版本 修订日期 期 描述 述 V1.0 2014-04 文档新 新建 V1.1 2014-05 修改供 供电电压最小 小值 责声明 免责 泰斗微电子 子科技有限 限公司拥有随 随时修改本 本手册的权利 利，内容如 如有更改，恕不 另行 行通知。泰 泰斗微电子科 科技有限公 公司对本手册 册不承担任 任何形式的保 保证，包括 括但不 限于 于对产品特 特定用途适销 销性和适用 性的隐含保 保证。泰斗 斗微电子科技 技有限公司 司对本 手册 册中包含的错误或对本 本手册的使 使用所带来的 的偶然或继 继起损害不承 承担任何责 责任。 htotop Confide ential Tech Copyright © 2008-2014 All A Rights Rese erved. Page 2 of 20 N303双模导航定位 位模块用户手册 Revv.1.1 目 1  录 功能描 描述 ....................................................................................................................................... 5  1.1  概 ....................................................................................................................................... 5  概述 1.2  产 产品特性 ............................................................................................................................... 5  1.3  性 性能指标 ............................................................................................................................... 6  1.4  应 ....................................................................................................................................... 6  应用 1.5  功 功能框图和典型 型应用 .......................................................................................................... 7  功能框图 ........................... ............................................................................................... 7  1.5.2  典型应用 ........................... ............................................................................................... 7  1.5.1  2  模块接 接口说明 ............................................................................................................................... 8  2.1  硬 硬件接口 ............................................................................................................................... 8  电源 ................................... ............................................................................................... 8  2.1.2  天线接口 ........................... ............................................................................................... 8  2.1.3  复位接口 ........................... ............................................................................................... 8  2.1.4  1PPS信号接 接口 ................. ............................................................................................... 8  2.1.5  UART接口 ......................... ............................................................................................... 8  2.2  软 软件接口协议 ...................... . ................................................................................................ 9  2.2.1  语句格式和内 和内容 .............. ............................................................................................... 9  2.2.2  输出语句 ........................... ............................................................................................. 10  2.2.3  输入语句 ........................... ............................................................................................. 10  2.1.1  3  4  设计特 特性 ..................................................................................................................................... 13  3.1  管 管脚定义 ............................................................................................................................. 13  3.2  机 机械尺寸 ............................................................................................................................. 14  3.3  推 推荐封装 ............................................................................................................................. 15  电气和 和温度特性 ......................................................................................................................... 15  4.1  模 模块直流特性 ...................... . .............................................................................................. 15  极限工作条件 条件 .................. ............................................................................................. 15  推荐工作条件 条件 .................. ............................................................................................. 16  4.2  焊 焊接温度曲线 ...................... . .............................................................................................. 16  4.2.1  预热阶段 ........................... ............................................................................................. 16  4.2.2  恒温阶段 ........................... ............................................................................................. 16  4.2.3  熔锡阶段 ........................... ............................................................................................. 16  4.2.4  冷却阶段 ........................... ............................................................................................. 16  4.2.5  推荐炉温曲线 线如下图： .. ............................................................................................. 17  4.1.1  4.1.2  5  注意事 事项 ..................................................................................................................................... 17  5.1  天 天线供电 ............................................................................................................................. 17  5.2  静 静电防护 ............................................................................................................................. 18  5.3  PC CB设计建议 ...................... . .............................................................................................. 18  htotop Confide ential Tech Copyright © 2008-2014 All A Rights Rese erved. Page 3 of 20 Revv.1.1 6  7  N303双模导航定位 位模块用户手册 5.4  复 复位接口 ............................................................................................................................. 18  5.5  模 模块软件升级 ...................... . .............................................................................................. 19  5.6  其 ..................................................................................................................................... 19  其他 订货信 信息与标识规则 则 ................................................................................................................ 19  6.1  订 订货信息 ............................................................................................................................. 19  6.2  标 标识规则 ............................................................................................................................. 19  联系我 我们 ..................................................................................................................................... 20  htotop Confide ential Tech Copyright © 2008-2014 All A Rights Rese erved. Page 4 of 20 N303双模导航定位 位模块用户手册 Revv.1.1 1 功能描述 述 1.1 概述 图1- 1 N303模块外 外观图 N303模块 块是泰斗微电 电子推出的 的一款支持B BD2 B1/GP PS L1频点的 的双模导航 航定位 模块 块。模块内部 部集成了泰 泰斗自主研发 发的新一代 代BD2 B1/G GPS L1双模 模SOC基带芯 芯片， 和一 一款国产的BD2 B1/GP PS L1双模射 射频芯片，为车载和船 船载等导航 航终端产品的制 造提 提供了高灵 灵敏度、低功 功耗、低成 成本的BD2 B1/GPS B L1双 双模解决方 方案。 N303模块 块尺寸为16m mm x 12.2m mm x 2.2mm m，满足导航终端产品 品设计时对 对模块 体积 积缩减的需 需求。模块采 采用24pin邮 邮票孔封装， ，满足导航 航终端产品生 生产时对模 模块快 速贴 贴装的需求 求。 N303内部 部集成天线检 检测电路、 电源管理模 模块，低功 功耗低成本。 。 1.2 2 产品特性 性  24pin邮 邮票孔封装 装，尺寸16m mm x 12.2m mm x 2.2mm m  支持B BD2 B1和G GPS L1频点 点  支持以 以下三种工 工作模式，并 并可通过命 命令相互切换 换： 1） 单BD2 单 B1工 工作模式 2） 单GPS 单 L1工作模式 3） BD2 B1/GPS S L1双模工 工作模式  内置B BD2 B1/GPS L1的LNA A  具有天 天线状态检 检测、天线短 短路保护功 功能  具有备 备份电源输 输入接口，支 支持热启动 动  内部集 集成上电复 复位与低压检 检测，并支持 持用户在使 使用中对模块 块进行外部 部复位  平均功 功耗约50mA A@3.3V， 功耗小  支持软 软件升级，上位机可通 通过串口实 实现软件升级 级功能 htotop Confide ential Tech Copyright © 2008-2014 All A Rights Rese erved. Page 5 of 20 N303双模导航定位 位模块用户手册 Revv.1.1 1.3 3 性能指标 标 表1-1 NN303模块主要 要性能指标 性能指标 性 参数 描述 备注 最小值 值 典型值 最大 大值 单位 位 定位精度 水平 ＜5 5 m （开阔地） 高程 ＜10 m ＜0.1 m/ss 动 冷启动 32 s 热启动 动 1 s 重捕获 获 1 s 捕获 -14 45 dBmm 跟踪 -160 dBmm 测速精度 首 首次定位时间 TTFF 灵敏度 串口 口输出波特率 率 48000 数 数据更新率 9600 1152 200 bpss 默认9600bps 1 2 Hzz 默认1H Hz VCC 3.0 3.3 3 3.5 V V_BCKP P 2.5 3.3 3 3.5 V 工作电压 平均功耗 50 外 外接天线增益 mAA 30 0 dBB 工作 -40 85 5 ℃ 存储 -40 85 5 ℃ 主电源 源VCC为3.3V 温度 重量 ＜4 4 g 1.4 4 应用  个人定 定位和导航 航产品  车载、船舶定位 位导航 htotop Confide ential Tech Copyright © 2008-2014 All A Rights Rese erved. Page 6 of 20 N303双模导航定位 位模块用户手册 Revv.1.1 1.5 5 功能框图 图和典型 型应用 1.5.1 功能框 框图 图1-2 N303模块功 功能框图 N303模块 块支持有源天 天线或无源 源天线。天线接收空中 中卫星信号 号送给射频芯 芯片， 射频 频芯片内部 部经LNA放大 大、混频处 处理后送到中 中频滤波器 器，然后通过 过VGA和A AGC， 再经 经过AD转换 换成数字中频信号送给 给基带芯片。基带芯片 片接收到射频 频芯片送来 来的数 字中 中频信号，经过捕获和 和跟踪、定 定位解算等一 一系列算法 法处理后，通 通过串口输 输出 NM MEA数据并给出1PPS信 信号。 1.5.2 典型应 应用 图1 1-3 N303模 模块典型应用 用图（有源天线） htotop Confide ential Tech Copyright © 2008-2014 All A Rights Rese erved. Page 7 of 20 N303双模导航定位 位模块用户手册 Revv.1.1 2 模块接口 口说明 2.1 硬件接口 口 2.1.1 电源 模块有三 三个电源输入 入管脚（VC CC、V_BC CKP和V_AN NT）与一个 个电源输出 出管脚 （V VCC_RF）。 。 其中VCC C为模块的工 工作主电源 源；V_BCKP P为模块的备份输入电 电源，在主 主电源 VCC C断电时给 给RTC电路供 供电，确保 关键信息不 不丢失，以实现热启动 动功能；V_ _ANT 是天 天线供电输 输入管脚，模 模块内部通 通过电感与R RF_IN连接；VCC_RFF输出3.3V电 电压 值，可用于给 给天线供电。 2.1.2 天线接 接口 模块的天 天线接口（R RF_IN管脚 ）可直接连 连接BD2 B1 1/GPS L1双 双模天线。该 该接 口内 内部采用500Ω阻抗匹配 配。 模块内部 部有天线状态 态检测功能 能，默认每秒 秒通过NME EA的TXT语 语句上报天 天线的 状态 态，包括正常连接（O OK）、开路 路（OPEN）和短路（SHORT）三 三种状态。当发 生天 天线短路时 时，模块会启 启动自保护 护功能，避免 免产生过大 大的短路电流 流；当天线 线短路 情况 况消除后，模块可自动 动恢复正常 常工作。 注意：内部天线检测 测电路只能 能对有源天线 线的状态进 进行检测，并 并且用模块 块8和9 脚短 短接的方式 式对天线供电 电才能正常 常检测。 2.1.3 复位接 接口 模块内部 部自带上电复 复位电路， 同时支持外 外部使用nR RESET管脚 脚复位（低电 电平 效）。 有效 2.1.4 1PPS S 信号接口 模块第3脚 脚1PPS为秒 秒脉冲信号输 输出。 2.1.5 UART T 接口 模块设计 计有两组UART串口，分 分别为串口 口1和串口2。 串口1在U UTC秒边界 界输出NMEA A数据，上位 位机也可以 以通过该串口 口对模块进 进行工 作模 模式切换、软件升级等 等操作。模 模块支持的波 波特率范围 围为4800bpss～115200b bps， 默认 认波特率为 为9600bps。数据格式为 为：起始位1位、数据位8位、停 停止位1位、无校 验位 位。 htotop Confide ential Tech Copyright © 2008-2014 All A Rights Rese erved. Page 8 of 20 N303双模导航定位 位模块用户手册 Revv.1.1 串口2是备 备用串口，用以输出自 自定义格式 式的数据。 2.2 2 软件接口 口协议 2.2.1 语句格 格式和内容 容 语句格式 式定义如下： $,,,…… …,*> > 语句类型标识（IDssss）由两部 部分组成，（ID）为语句标识符（ （详见表2-1 1）， （ssss）为语句 句格式符（详 详见表2-2和 和表2-3）。 语句类型标识字段之 之后为数据 据体，由若干 干数据字段 段（d1,d2,… ……,dn）组成。 >的计算是从 从$到*之间 间的所有字符 符（不包括$ $字符和*字 字符本身）ASCII A 码的 的校验和（各字节做异 异或运算再 再转换为16进 进制，共两 两字节）。 表示回车 车和换行（十 十六进制分别为0x0D和 和0x0A，C语 语言为”\r\n n”）。 表 2-1 语句标识 识符 标识 识符 含义 含 BD D 北斗二 二代卫星系统 统 GP P 全球定 定位系统（G GPS-global po ositioning sysstem） GN N 全球导 导航卫星系统 统（GNSS-gllobal navigatiion satellite syystem） CC C 计算机 机系统（Com mputer Contro ol） P 专用语 语句 表2- 2 输出语句格 格式符 格式 式符 语句 句内容 RM MC 最简导 导航传输数据 据 GG GA 位置信 信息 GSA 精度因 因子和有效卫 卫星号 GSV 可视的 的卫星状态 TX XT 短文本 本信息的传送 送 表2- 3 输入语句格 格式符 格式 式符 htotop Confide ential Tech 语句 句内容 Copyright © 2008-2014 All A Rights Rese erved. Page 9 of 20 N303双模导航定位 位模块用户手册 Revv.1.1 SIR R CAS S01 设置串 串口通信波特 特率 CAS S02 设置N NMEA输出更 更新率 RM MO 2.2.2 设置当 当前系统工作 作状态，用于 于工作模式切 切换 设定输 输出或停止输 输出语句 输出语 语句 N303模块 块默认输出R RMC、GGA A、GSA、GSV、TX XT语句，具 具体语句详细 细说 请参考《泰 泰斗模块输入 入输出语句 句格式说明》 》。 明请 输出语句举例如下（BD2 B1/G GPS L1双模 模）：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输入语 语句 N303模块 块具有定位模 模式切换、NMEA串口 口波特率设 设置、NMEA A输出语句 句更新 率与 与开关设置 置等功能，可 可通过上位 位机给模块发 发送相应的 的控制指令即 即可启动相 相应的 功能 能。注意模块 块上电后的 的1秒内为自 自检时间，不 不响应任何 何输入语句， ，输入语句 句必须 在模 模块上电1秒 秒后发送。建议两次输 输入语句发 发送的间隔大 大于2秒。 1）定位模 模式切换指令 用户通过 过NMEA串口 口给模块发 发送模式切换 换指令可完成定位模式 式切换功能 能，具 体功 功能及相应 应指令如表2 2-4（< 表示两 两个字节0x x0D和0x0A A）。指令发 发送 后可 可从RMC或 或GGA语句上报的标识 识符判断当前的工作模 模式（GN为 为双模、BD D为单 北斗 斗、GP为单 单GPS）。 表2-4 定位模式切 切换指令 htotop Confide ential Tech Copyright © 2008-2014 All A Rights Rese erved. Page 10 of 20 N303双模导航定位 位模块用户手册 Revv.1.1 工作 作模式 指令 令 单BD2（冷启动） $CCSIR,1,1*4 48> 单GPS（冷启动） $C CCSIR,2,1*4 4B> BD2/GPS双 双模（冷启动 动） $C CCSIR,3,1*4 4A> 单BD2（不重启） $CCSIR,1,0*4 49> 单GPS（不重启） $C CCSIR,2,0*4 4A> BD2/GPS双 双模（不重启 ） $C CCSIR,3,0*4 4B> 2）波特率 率设置指令 令 用户通过 过NMEA串口 口给模块发 发送波特率设 设置指令可 可完成波特率 率切换功能 能，具 体功 功能及相应 应指令如表2 2-5（< 表示两 两个字节0x x0D和0x0A A）。注意双 双模 工作 作模式下，卫星较多的 的时候48000波特率（在 在1Hz输出频 频率的时候 候）有可能输 输出 数据 据不完整，建议选择合 合适的波特 特率（如960 00bps@1Hzz）。 表2- 5 波特率设置 置指令 波特 特率(bps) 指令 令 4800 $PCAS01,0*1C C 9600 $PCAS01,1*1D D 19200 $PCAS01,2*1E E 38400 $P PCAS01,3*1F F 57600 $P PCAS01,4*18 8 115200 $P PCAS01,5*19 9 输出更新率 率设置指令 3）语句输 用户通过 过NMEA串口 口给模块发 发送输出语句 句更新率指令可完成N NMEA语句输出 更新 新率切换功能，具体功 功能及相应指 指令如表2-6（< 表示两 两个字节0x0D和 0x00A）。注意 意双模工作模 模式下，卫 卫星较多的时 时候2Hz的输出频率 （波特率为 为9600 的时 时候）有可能 能输出数据 据不完整，建 建议选择合 合适的输出频 频率（如96000bps@1Hz）。 表2-6 表 语句输 出更新率设置 置指令（举例 例） htotop Confide ential Tech Copyright © 2008-2014 All A Rights Rese erved. Page 11 of 20 N303双模导航定位 位模块用户手册 Revv.1.1 语句更新 新周期（ms） 指令 令 500 $PC CAS02,500*1A> 1000 1 $PCA AS02,1000*2 2E> 2000 2 $PCA AS02,2000*2 2D 3000 3 $PCA AS02,3000*2 2C F> 4000 4 $PCA AS02,4000*2 2B F> 4）语句开 开关设置指令 用户通过 过NMEA串口 口给模块发 发送输出语句 句开关指令 令可关闭或打 打开相应的 的 NM MEA语句，并且可同时 时调整输出 语句的频率 率，具体功能及相应指 指令如表2-7 （< 表 表示两个字 字节0x0D和 和0x0A）。 表2-7 语句 句开关设置指 指令（举例） 输出频 频率 操作 作 语句 指令 指 0ss 关闭 闭 所有语句 句 $CCRMO,,3, $ *4F 0ss 关闭 闭 A GGA $CC CRMO,GGA,1,*0C