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基於STM32和GPS-NEO-6M模組實現GPS導航定位的

0. 前言

主要參考正點原子 stm32 《第92講 GPS-NEO-6M全球定位模組講解》、 使用硬體: GPS-NEO-6M,stm32開發板 配套軟體:串列埠除錯助手、U-center 技術文件:ATK-NEO-6M使用者手冊_V2.0》、《u-blox6_ReceiverDescriptionProtocolSpec_GPS.G6-SW-10018-C》、《ATK-NEO-6M GPS模組使用說明》

1. NMEA-0183協議

用於輸出 該協議採用ASCII碼,其序列通訊預設引數為:波特率=4800bps,資料位=8bit,開始位=1bit,停止位=1bit,無奇偶校驗。、
資料幀格式: 如:$aaccc,ddd,ddd,…,ddd*hh<CR><LF>
1、“$”——幀命令起始位
2、aaccc——地址域,前兩位為識別符,後三位為語句名
3、ddd…ddd——資料
4、“*”——校驗和字首
5、hh——校驗和(check sum),$與*之間所有字元ASCII碼的校驗和(各位元組做異或運算,得到校驗和後,再轉換16進位制格式的ASCII字元。)
6、<CR><LF>——CR(Carriage Return) + LF(Line Feed)幀結束,回車和換行。

2. UBX協議

用於配置

UBX碼是u-blox公司UBX就是用串列埠來控制模組的一種協議,鍾對於u-blox的系列產品進行的控制精簡程式碼,輸出的程式碼主要是對模組進行軟硬體及功能方面的控制,如模組的冷啟動,熱啟動,溫啟動,啟動模式選擇,重新整理速率,波特率,定位精度,天線檢測等等,均可以通過UBX程式碼來通過MCU使用COM口來對模組來進行控制。


3. 程式設計

核心程式碼在usart3.c和gps.c中。

3.1 usart3.c

基本思想:通過判斷接收連續2個字元之間的時間差不大於10ms,來決定是不是一次連續的資料。如果2個字元接收間隔超過10ms,則認為不是1次連續資料.也就是超過10ms沒有接收到任何資料,則表示此次接收完畢。 

詳細程式碼如下:

#include "delay.h"
#include "usart3.h"
#include "stdarg.h"	 	 
#include "stdio.h"	 	 
#include "string.h"	 
#include "timer.h"


//串列埠接收快取區 	
u8 USART3_RX_BUF[USART3_MAX_RECV_LEN]; 				//接收緩衝,最大USART3_MAX_RECV_LEN位元組.
u8 USART3_TX_BUF[USART3_MAX_SEND_LEN]; 				//傳送緩衝,最大USART3_MAX_SEND_LEN位元組

//通過判斷接收連續2個字元之間的時間差不大於10ms來決定是不是一次連續的資料.
//如果2個字元接收間隔超過10ms,則認為不是1次連續資料.也就是超過10ms沒有接收到
//任何資料,則表示此次接收完畢.
//接收到的資料狀態
//[15]:0,沒有接收到資料;1,接收到了一批資料.
//[14:0]:接收到的資料長度
vu16 USART3_RX_STA=0;   	


void USART3_IRQHandler(void)
{
	u8 res;	      
	if(USART_GetITStatus(USART3, USART_IT_RXNE) != RESET)//接收到資料
	{	 
		res =USART_ReceiveData(USART3);		 
		if((USART3_RX_STA&(1<<15))==0)//接收完的一批資料,還沒有被處理,則不再接收其他資料
		{ 
			if(USART3_RX_STA<USART3_MAX_RECV_LEN)	//還可以接收資料
			{
				TIM_SetCounter(TIM7,0);//計數器清空          				//計數器清空
				if(USART3_RX_STA==0) 				//使能定時器7的中斷 
				{
					TIM_Cmd(TIM7,ENABLE);//使能定時器7
				}
				USART3_RX_BUF[USART3_RX_STA++]=res;	//記錄接收到的值	 
			}else 
			{
				USART3_RX_STA|=1<<15;				//強制標記接收完成
			} 
		}
	}  				 											 
}   


//初始化IO 串列埠3
//pclk1:PCLK1時鐘頻率(MHz)
//bound:波特率	  
void usart3_init(u32 bound)
{  

	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);	// GPIOB時鐘
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3,ENABLE); //串列埠3時鐘使能

 	USART_DeInit(USART3);  //復位串列埠3
		 //USART3_TX   PB10
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; //PB10
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;	//複用推輓輸出
  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //初始化PB10
   
    //USART3_RX	  PB11
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空輸入
  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);  //初始化PB11
	
	USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//波特率一般設定為9600;
	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字長為8位資料格式
	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一個停止位
	USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//無奇偶校驗位
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//無硬體資料流控制
	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;	//收發模式
  
	USART_Init(USART3, &USART_InitStructure); //初始化串列埠	3
  

	USART_Cmd(USART3, ENABLE);                    //使能串列埠 
	
	//使能接收中斷
  USART_ITConfig(USART3, USART_IT_RXNE, ENABLE);//開啟中斷   
	
	//設定中斷優先順序
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART3_IRQn;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2 ;//搶佔優先順序3
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;		//子優先順序3
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;			//IRQ通道使能
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);	//根據指定的引數初始化VIC暫存器
	
	
	TIM7_Int_Init(99,7199);		//10ms中斷
	USART3_RX_STA=0;			//清零
	TIM_Cmd(TIM7,DISABLE);			//關閉定時器7

}

//串列埠3,printf 函式
//確保一次傳送資料不超過USART3_MAX_SEND_LEN位元組
void u3_printf(char* fmt,...)  
{
u16 i,j; 
	va_list ap; 
	va_start(ap,fmt);
	vsprintf((char*)USART3_TX_BUF,fmt,ap);		//vsprintf,把資料按照fmt格式存入USART3_TX_BUF中,ap為資料頭的指標
	va_end(ap);

	i=strlen((const char*)USART3_TX_BUF);		//此次傳送資料的長度
	for(j=0;j<i;j++)				//迴圈傳送資料
	{
	  while(USART_GetFlagStatus(USART3,USART_FLAG_TC)==RESET); //檢測這一位元組資訊是否傳送完成,傳送完成則進行下一位元組的傳送
		USART_SendData(USART3,USART3_TX_BUF[j]); 
	} 
}

分為3個函式:

1. USART3_IRQHandler串列埠3的中斷處理函式

2. usart3_init 初始化函式

3. u3_printf把要傳送的資料存入緩衝區,進行傳送

3.2 gps.c

主要負責資料解析

子函式分為NMEA資訊解析和UBLOX配置傳送。