STMicroSense X-NUCLEO-LIV4A1 GNSS擴(kuò)展板基于Teseo-LIV4F微型雙頻帶GNSS低功耗和測量引擎模塊。經(jīng)濟(jì)準(zhǔn)天頂衛(wèi)星劃算、簡單易用的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) (GNSS) 模塊嵌入特塞奧IV單芯片GNSS接收器IC，可同時在多種衛(wèi)星系統(tǒng)上工作，伽利略為用戶的STM32 Nucleo項(xiàng)目提供定位 (Teseo-LIV4F)。緊湊型 (9.7mm x 10.1mm) Teseo-LIV4F具有板載溫度補(bǔ)償晶體振蕩器 (TCXO) 和帶專用實(shí)時時鐘 (RTC) 振蕩器的縮短首次定位時間 (TTFF)，因此可提供出色的精度。Teseo-LIV4F模塊運(yùn)行GNSS固件 (X-CUBE-GNSS1)，以執(zhí)行所有GNSS操作，包括采集、跟蹤、導(dǎo)航和數(shù)據(jù)輸出，無需外部存儲器支持。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：STMicroelectronics X-NUCLEO-LIV4A1 GNSS擴(kuò)展板數(shù)據(jù)手冊.pdf

STMicroelectronics X-NUCLEO-LIV4A1擴(kuò)展板與ARDUINO? UNO R3和ST morpho連接器兼容。它可以插入STM32 Nucleo開發(fā)板，并與其他STM32 Nucleo擴(kuò)展板堆疊。

特性

• 3.3 V至5 V工作電源電壓范圍
• 環(huán)境溫度：+10/+50°C
• 靈敏度：-162dBm（跟蹤模式）
• 接口
  • UART端口
  • I^2^C端口
  • 可配置數(shù)字I/O
  • 喚醒用退出輸入
• NMEA協(xié)議
• 輔助GNSS
  • 自主式導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)
  • 基于實(shí)時服務(wù)器
• 同步多衛(wèi)星系統(tǒng)和多頻帶GNSS
  • GPS
  • Galileo
  • Glonass
  • 北斗
  • 準(zhǔn)天頂衛(wèi)星
• 兼容 STM32 Nucleo 板
• 與ARDUINO? UNO R3連接器兼容
• SMA母頭天線連接器
• 通過CE認(rèn)證
• 符合RoHS指令和WEEE標(biāo)準(zhǔn)

示意圖

?基于X-NUCLEO-LIV4A1 GNSS擴(kuò)展板的技術(shù)解析與應(yīng)用實(shí)踐?

一、核心特性與技術(shù)亮點(diǎn)

?1. 多系統(tǒng)定位架構(gòu)?
該擴(kuò)展板集成Teseo-LIV4F模塊，支持五大衛(wèi)星系統(tǒng)同步解算：

• ?GPS?（全球定位系統(tǒng)）
• ?Galileo?（伽利略衛(wèi)星系統(tǒng)）
• ?Glonass?（格洛納斯系統(tǒng)）
• ?BeiDou?（北斗系統(tǒng)）
• ?QZSS?（準(zhǔn)天頂系統(tǒng)）
  通過多頻段接收技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)-162dBm的追蹤靈敏度，在復(fù)雜城市環(huán)境中仍保持穩(wěn)定定位。

?2. 低功耗設(shè)計?

• 工作電壓范圍：3.3V-5V
• 集成專用RTC振蕩器，顯著提升首次定位時間（TTFF）
• 內(nèi)置溫度補(bǔ)償晶體振蕩器（TCXO），保障時鐘精度
• EXTINT喚醒輸入接口，支持低功耗休眠模式

?3. 硬件接口標(biāo)準(zhǔn)化?

• ?UART串口?：默認(rèn)NMEA協(xié)議輸出
• ?I2C總線?：支持傳感器數(shù)據(jù)融合
• 可配置數(shù)字I/O
• SMA female天線接口
• 全兼容Arduino UNO R3和STM32 Nucleo生態(tài)

二、硬件設(shè)計關(guān)鍵要點(diǎn)

?1. 電源管理電路?

• 電池備份架構(gòu)：VBAT引腳支持CR2032紐扣電池
• 雙LED狀態(tài)指示：紅色（電源）/綠色（工作）
• 復(fù)位電路：nRESET支持硬件復(fù)位
• 防反接保護(hù)：D1/D2 BAT20J二極管陣列

?2. 信號完整性設(shè)計?

• RF輸入路徑采用0402封裝電容（C2=100pF）進(jìn)行阻抗匹配
• 關(guān)鍵信號線（UART_RX/TX）串聯(lián)0Ω電阻（R1/R2）便于調(diào)試
• PPS（脈沖每秒）輸出引腳提供精確定時基準(zhǔn)

三、軟件架構(gòu)與數(shù)據(jù)處理

?1. 固件架構(gòu)?

• 基于X-CUBE-GNSS1軟件擴(kuò)展包
• 單芯片實(shí)現(xiàn)采集-追蹤-導(dǎo)航全流程
• 無需外部存儲器支持

?2. 輔助定位技術(shù)?

• ?自主AGNSS?：通過星歷預(yù)測提升TTFF
• ?實(shí)時服務(wù)器輔助?：支持網(wǎng)絡(luò)差分定位
• 多模式切換：支持冷啟動/溫啟動/熱啟動

四、設(shè)計驗(yàn)證要點(diǎn)

?1. 性能測試指標(biāo)?
回答用戶問題的同時，應(yīng)當(dāng)驗(yàn)證以下關(guān)鍵參數(shù)：

?2. 環(huán)境適應(yīng)性?

• 工作溫度范圍：+10°C至+50°C
• 射頻輸入功率：-130dBm至-15dBm
• 振動耐受：符合汽車電子Grade 2標(biāo)準(zhǔn)

五、開發(fā)最佳實(shí)踐

?1. 天線選型建議?

• 推薦使用主動天線增益：28dB ±2dB
• 阻抗匹配：50Ω
• 連接線損耗：＜3dB

?2. 故障排除指南?

• 無定位數(shù)據(jù)：檢查天線連接與UART波特率（默認(rèn)9600）
• 定位漂移：驗(yàn)證PPS信號穩(wěn)定性與地平面設(shè)計
• 高功耗：檢查WAKEUP引腳電平與休眠模式配置