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纯净的硅（中级）
楼主
发表于2020-2-7 17:55 只看该作者
 

MSP430与ATK-NEO-6M GPS模块 [复制链接]

一、测试篇   

刚拿到ATK-NEO-6M这个型号的GPS模块，有点不大相信，近100块的东西居然只有3cm那么大一点。之前在网上下载了相关的资料，第一次快速测试肯定是借助电脑，正好msp430开发板上有max232模块，直接将GPS模块的TX接max232的TX，RX同样。PC端安装u-center，u-center 是由ublox 公司提供的GPS 评估软件，功能十分强大，可以对我们的ATK-NEO-6M GPS 模块进行全面的测试。安装好后，点击连接/断开按钮，选择你的串口号，一般测试都是选择自动配置按钮，也就是那个魔法样式的按钮，单击后会自己配置波特率，如果正常通讯的话，在最右下角的状态栏会显示黄色，当GPS模块已经定位成功的话，会在界面上显示当前的基本信息，如经度，纬度等。想查看接收到的原本信息，按F8键即可显示。我测试后工作正常，在屋里基本能搜到9颗卫星信号。

 

二、开发篇

刚拿到GPS模块，感觉要是开发起来会很麻烦，后来经过实验，其实很简单，因为卖家提供的资料已经足够开发。句段的分析函数都已提供，我们只需将接口写好即可。接下来先看看我的硬件环境。

硬件环境：MPS430开发板，FYD12864LCD显示屏，USB转串口线，ATK-NEO-6M GPS模块

软件环境：IAR集成开发环境，串口调试工具，Secure CRT

实现目标：MSP430通过串口2接收到GPS信息，显示在LCD上，同时通过串口1发送接收到的数据到PC。

 

1. 先把msp430的句段分析部分调通。

思路：将厂商提过的GPS语句分析部分代码移植过来，串口手动发送GPS数据，分析完后在LCD上显示。

将厂商提供的GPS语句分析代码贴出，（在此仅作为参考学习只用）

#ifndef __GPS_H
#define __GPS_H

#include <math.h>
#include <string.h>
#include <stdarg.h>
#include <stdio.h>

#include "../inc/uart.h"

//GPS NMEA-0183协议重要参数结构体定义 
//卫星信息
typedef struct  
{										    
 	uchar num;		//卫星编号
	uchar eledeg;	//卫星仰角
	uint azideg;	//卫星方位角
	uchar sn;		//信噪比		   
}nmea_slmsg;  
//UTC时间信息
typedef struct  
{										    
 	uint year;	//年份
	uchar month;	//月份
	uchar date;	//日期
	uchar hour; 	//小时
	uchar min; 	//分钟
	uchar sec; 	//秒钟
}nmea_utc_time;   	   
//NMEA 0183 协议解析后数据存放结构体
typedef struct  
{										    
 	uchar svnum;			//可见卫星数
	nmea_slmsg slmsg[12];		//最多12颗卫星
	nmea_utc_time utc;		//UTC时间
	int latitude;			//纬度 分扩大100000倍,实际要除以100000
	uchar nshemi;			//北纬/南纬,N:北纬;S:南纬				  
	int longitude;			//经度 分扩大100000倍,实际要除以100000
	uchar ewhemi;			//东经/西经,E:东经;W:西经
	uchar gpssta;			//GPS状态:0,未定位;1,非差分定位;2,差分定位;6,正在估算.				  
 	uchar posslnum;			//用于定位的卫星数,0~12.
 	uchar possl[12];			//用于定位的卫星编号
	uchar fixmode;			//定位类型:1,没有定位;2,2D定位;3,3D定位
	uint pdop;			//位置精度因子 0~500,对应实际值0~50.0
	uint hdop;			//水平精度因子 0~500,对应实际值0~50.0
	uint vdop;			//垂直精度因子 0~500,对应实际值0~50.0 

	int altitude;			//海拔高度,放大了10倍,实际除以10.单位:0.1m	 
	uint speed;			//地面速率,放大了1000倍,实际除以10.单位:0.001公里/小时	 
}nmea_msg; 
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 	
//UBLOX NEO-6M 时钟脉冲配置结构体
typedef struct  
{										    
 	uint header;			//cfg header,固定为0X62B5(小端模式)
	uint id;				//CFG TP ID:0X0706 (小端模式)
	uint dlength;			//数据长度
	int interval;			//时钟脉冲间隔,单位为us
	int length;			//脉冲宽度,单位为us
	signed char status;		//时钟脉冲配置:1,高电平有效;0,关闭;-1,低电平有效.			  
	uchar timeref;			//参考时间:0,UTC时间;1,GPS时间;2,当地时间.
	uchar flags;			//时间脉冲设置标志
	uchar reserved;			//保留			  
 	signed short antdelay;	 	//天线延时
 	signed short rfdelay;		//RF延时
	signed int userdelay; 	 	//用户延时	
	uchar cka;				//校验CK_A 							 	 
	uchar ckb;				//校验CK_B							 	 
}_ublox_cfg_tp; 
//UBLOX NEO-6M 刷新速率配置结构体
typedef struct  
{										    
 	uint header;			//cfg header,固定为0X62B5(小端模式)
	uint id;				//CFG RATE ID:0X0806 (小端模式)
	uint dlength;			//数据长度
	uint measrate;			//测量时间间隔，单位为ms，最少不能小于200ms（5Hz）
	uint navrate;			//导航速率（周期），固定为1
	uint timeref;			//参考时间：0=UTC Time；1=GPS Time；
 	uchar cka;				//校验CK_A 							 	 
	uchar ckb;				//校验CK_B							 	 
}_ublox_cfg_rate; 
				 
int NMEA_Str2num(uchar *buf,uchar*dx);
void GPS_Analysis(nmea_msg *gpsx,uchar *buf);
void NMEA_GPGSV_Analysis(nmea_msg *gpsx,uchar *buf);
void NMEA_GPGGA_Analysis(nmea_msg *gpsx,uchar *buf);
void NMEA_GPGSA_Analysis(nmea_msg *gpsx,uchar *buf);
void NMEA_GPGSA_Analysis(nmea_msg *gpsx,uchar *buf);
void NMEA_GPRMC_Analysis(nmea_msg *gpsx,uchar *buf);
void NMEA_GPVTG_Analysis(nmea_msg *gpsx,uchar *buf);
void Ublox_Cfg_Tp(int interval,int length,signed char status);
void Ublox_Cfg_Rate(uint measrate,uchar reftime);

#endif  /* __GPS_H  */

 

gps.c

 

以上为GPS相关代码,下面为MSP430相关代码

uart..h
uart.c

该串口操作为配置串口1和串口2波特率都为9600(之前看了GPS模块的应用手册,发现默认的波特率为38400

image
,但我将430的波特率设为38400发现接收到的数据为乱码,于是干脆直接将GPS的波特率设为9600,我直接将模块上的R5电阻取了,终于接收到正常的数据.)

#include <msp430f149.h>
#include "inc/lcd_fyd12864.h"
#include "inc/uart.h"
#include "inc/gps.h"

uchar Welcom1[] = "欢迎来到嵌入式";
uchar Welcom2[] = "*************";
uchar Welcom3[] = "版主：******";
uchar Welcom4[] = "DIY 实验室";

uchar latitude[] = "Lat: ";
uchar longitude[] = "Long: ";
uchar elevation[] = "Ele: ";
uchar currTime[]  = "Time: ";

uchar RxBuf[300], TxBuf[300];
uchar RxLen = 0;
uchar RxTempLen = 0;
uchar rev_flag = 0;
char dtbuf[50];
nmea_msg gpsx;

void main()
{
  volatile uint i;
  WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;					//关闭看门狗 

  BCSCTL1 &= ~XT2OFF;                       // XT2= HF XTAL
  do
  {
  IFG1 &= ~OFIFG;                           // Clear OSCFault flag
  for (i = 0xFF; i > 0; i--);               // Time for flag to set
  }
  while ((IFG1 & OFIFG));                   // OSCFault flag still set?
  //MCLK=8M,SCLK=1M
  BCSCTL2 |= SELM_2 + SELS + DIVS_3;        // MCLK= XT2 (safe)
  
  UartInit();
  Delay_ms(500);
 
  LCDReset();
  DisplayString(1, 0, Welcom1);
  DisplayString(1, 1, Welcom2);
  DisplayString(1, 2, Welcom3);
  DisplayString(1, 3, Welcom4);
  Delay_ms(2000);
  LCDClear();
  Delay_ms(1000);
/*
  DisplayString(0, 0, latitude);
  DisplayString(0, 1, longitude);
  DisplayString(0, 2, elevation);
  DisplayString(0, 3, currTime);
*/  
  SendString("**************\n");
  _EINT();
  while(1){
     //SendString("UART0 test!\n");
	 if(rev_flag == 1){
		int i,len = 0;
		len = RxLen;
		for(i = 0; i < len; i++)
			TxBuf = RxBuf;
		RxLen = 0;
		TxBuf = 0;
		GPS_Analysis(&gpsx,TxBuf);
		Show_GPS_Info(gpsx);
		SendString(TxBuf);
	 }
     //Delay_ms(1000);
  }
}

void Show_GPS_Info(nmea_msg gpsx)
{
  float tp;
  //得到经度字符串
  tp=gpsx.longitude;	   
  sprintf((char *)dtbuf,"Long:%.5f %1c",tp/=100000,gpsx.ewhemi);
  DisplayString(0, 0, dtbuf);
  //得到纬度字符串
  tp=gpsx.latitude;	   
  sprintf((char *)dtbuf,"Lat:%.5f %1c",tp/=100000,gpsx.nshemi);
  DisplayString(0, 1, dtbuf);
  //得到高度字符串
  tp=gpsx.altitude;	   
  sprintf((char *)dtbuf,"Alt:%.1fm",tp/=10);
  DisplayString(0, 2, dtbuf);
  //显示UTC时间
  sprintf((char *)dtbuf,"UTC:%02d:%02d:%02d",gpsx.utc.hour,gpsx.utc.min,gpsx.utc.sec);
  DisplayString(0, 3, dtbuf);
}

#pragma vector = UART0RX_VECTOR
__interrupt void UART0RxISR(void)
{
  //接收来自串口的数据
  while(!(IFG1 & UTXIFG0)); 
  RxBuf[RxTempLen++] = RXBUF0;
  while(RxBuf[RxTempLen-1] == '\n'){
	RxLen = RxTempLen;
	RxTempLen = 0;
	rev_flag = 1;
  }
}

#pragma vector = UART1RX_VECTOR
__interrupt void UART1RxISR(void)
{
  //接收来自串口的数据
  while(!(IFG2 & UTXIFG1)); 
  P2OUT = RXBUF1;
}

其中,有关LCD显示部分在其他博文中会详细说到.

将程序烧到430后,上电,打开串口调试工具,发送文本如下:

$GPGGA,023543.00,2308.28715,N,11322.09875,E,1,06,1.49,41.6,M,-5.3,M,,*7D

就会收到发回来的数据跟发送的一样,同时LCD上显示海拔为41.6m.

说明能对数据接受并进行正确处理了。

 

后面要做的便是将串口0的接收中断代码复制到串口1接收中断代码即可。

同样上电，这时LCD可显示信息，但显示的数据都为0，说明GPS还没有定位成功。等2~3分钟左右，GPS模块上的指示灯开始闪烁时，这时从LCD上可看到当前的经度、纬度、高度、UTC时间,同时用ScuetCRT连接，可看到430发回来接受到的原始数据。

下图为实验的结果，时间显示稍微有点问题，因为没有转换还是其他。不过忙了几天终于将GPS弄好了，下一步将编写linux驱动。。。下面晒一下成果^-^.

 

补充：

之前忙于工作，现在回头看看，发现对收到的数据进行分析显示后结果不对，很有可能是数据溢出导致，通过串口1发送到PC的数据可以看到，收到GPS模块的数据是正确的。唯一可能的是在数据进行分析时出错。果然，追踪到gps.c中可以看到，对数据处理的数据超大，而msp430的int只为16位，最大值为65536，所以在对数据进行装载时肯定会溢出。这也是今天上班偶尔看看才发现的。回去后将所用的int类型替换为long型，应该就正确了，期待回去后验证。。。。

昨天回去修改一下代码，将以前的uint类型替换为ulong,烧写后结果显示正确。同时在以前的基础上修改显示部分，按按键后显示另外的信息。

修改后的main.cpp如下：

#include <msp430f149.h>
#include "inc/lcd_fyd12864.h"
#include "inc/uart.h"
#include "inc/gps.h"

uchar Welcom1[] = "欢迎来到嵌入式";
uchar Welcom2[] = "************";
uchar Welcom3[] = "版主：*******";
uchar Welcom4[] = "DIY 实验室";

uchar latitude[] = "Lat: ";
uchar longitude[] = "Long: ";
uchar elevation[] = "Ele: ";
uchar currTime[]  = "Time: ";
const uchar *mode[4] = {"Fail", "Fail", "2D", "3D"};

uchar RxBuf[300], TxBuf[300],RxData[9];
uchar RxLen = 0;
uchar RxTempLen = 0;
uchar rev_flag = 0;
char dtbuf[50];
nmea_msg gpsx;
uchar swt = 1;

void Show_GPS_Info1(nmea_msg gpsx)
{
  float tp;
  //得到经度字符串
  tp=gpsx.longitude;	   
  sprintf((char *)dtbuf,"Lon: %.5f %1c",tp/=100000,gpsx.ewhemi);
  DisplayString(0, 0, dtbuf);
  //得到纬度字符串
  tp=gpsx.latitude;	   
  sprintf((char *)dtbuf,"Lat: %.5f %1c",tp/=100000,gpsx.nshemi);
  DisplayString(0, 1, dtbuf);
  //得到高度字符串
  tp=gpsx.altitude;	   
  sprintf((char *)dtbuf,"Alt: %.1fm",tp/=10);
  DisplayString(0, 2, dtbuf);
  //得到速度字符串
  tp=gpsx.speed;	   
  sprintf((char *)dtbuf,"Speed:%.3fkm/h",tp/=1000);	
  DisplayString(0, 3, dtbuf);
}

void Show_GPS_Info2(nmea_msg gpsx)
{
  //定位状态
  if(gpsx.fixmode<=3){	
    sprintf((char *)dtbuf,"Fix Mode: %s",mode[gpsx.fixmode]);	
    DisplayString(0, 0, dtbuf);	
  }
  //用于定位的卫星数
  sprintf((char *)dtbuf,"Val sat: %02d",gpsx.posslnum);
  DisplayString(0, 1, dtbuf);	
  //可见卫星数
  sprintf((char *)dtbuf,"Vis sat: %02d",gpsx.svnum%100);	
  DisplayString(0, 2, dtbuf);	
}

void Show_GPS_Info3(nmea_msg gpsx)
{
  //显示UTC日期
  sprintf((char *)dtbuf,"Date:%04d/%02d/%02d",gpsx.utc.year,gpsx.utc.month,gpsx.utc.date);
  DisplayString(0, 0, dtbuf);
  //显示UTC时间
  sprintf((char *)dtbuf,"Time:%02d:%02d:%02d",gpsx.utc.hour,gpsx.utc.min,gpsx.utc.sec);
  DisplayString(0, 1, dtbuf);
}


void main()
{
  volatile uint i;
  WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;            //关闭看门狗 

  BCSCTL1 &= ~XT2OFF;                       // XT2= HF XTAL
  do
  {
  IFG1 &= ~OFIFG;                           // Clear OSCFault flag
  for (i = 0xFF; i > 0; i--);               // Time for flag to set
  }
  while ((IFG1 & OFIFG));                   // OSCFault flag still set?
  //MCLK=8M,SCLK=1M
  BCSCTL2 |= SELM_2 + SELS + DIVS_3;        // MCLK= XT2 (safe)
  Delay_ms(500);
  UartInit();
  Delay_ms(500);
  
  P3DIR &= (~BIT2 + ~BIT3);
  
  LCDReset();
  DisplayString(1, 0, Welcom1);
  DisplayString(1, 1, Welcom2);
  DisplayString(1, 2, Welcom3);
  DisplayString(1, 3, Welcom4);
  Delay_ms(2000);
  LCDClear();
  Delay_ms(1000);
/*
  DisplayString(0, 0, latitude);
  DisplayString(0, 1, longitude);
  DisplayString(0, 2, elevation);
  DisplayString(0, 3, currTime);
*/  
  SendString("Lixiaoming\n");
  _EINT();
  while(1){
     //SendString("UART0 test!\n");
    if(!(P3IN & BIT2)){
      swt++;
      if(swt == 4)
        swt = 1;
    }
    if(rev_flag == 1){
      int i,len = 0;
      len = RxLen;
      for(i = 0; i < len; i++)
        TxBuf = RxBuf;
      RxLen = 0;
      TxBuf = 0;
      GPS_Analysis(&gpsx,TxBuf);
      switch(swt){
      case 1: LCDClear(); Show_GPS_Info1(gpsx); break;
      case 2: LCDClear(); Show_GPS_Info2(gpsx); break;
      default: LCDClear(); Show_GPS_Info3(gpsx); break;
      }
      SendString(TxBuf);
      rev_flag = 0;
    }
     //Delay_ms(1000);
  }
}

#pragma vector = UART0RX_VECTOR
__interrupt void UART0RxISR(void)
{
  //接收来自串口的数据
  while(!(IFG1 & UTXIFG0)); 
  RxBuf[RxTempLen++] = RXBUF0;
  while(RxBuf[RxTempLen-1] == '\n' && RxBuf[RxTempLen-2] == '\r' ){
	RxLen = RxTempLen;
	RxTempLen = 0;
	rev_flag = 1;
  }
}

#pragma vector = UART1RX_VECTOR
__interrupt void UART1RxISR(void)
{
  //接收来自串口的数据
  while(!(IFG2 & UTXIFG1)); 
  RxBuf[RxTempLen++] = RXBUF1;
  while(RxBuf[RxTempLen-1] == '\n'){
	RxLen = RxTempLen;
	RxTempLen = 0;
	rev_flag = 1;
  }
}

显示的结果如下：（因为是在市内的窗口，信号不是很好）

PC串口接收到的数据如下：

 

$GPRMC,134856.00,A,2232.50576,N,11354.64802,E,0.084,,251113,,,A*7E
$GPGSV,3,2,09,22,75,191,27,25,58,074,22,29,08,122,16,31,48,276,19*76
gpsx->utc temp: 134857
gpsx->latitude temp: 223250578
gpsx->longitude temp: 1135464798
gpsx->utc.date temp: 251113
$GPRMC,134857.00,A,2232.50578,N,11354.64798,E,0.173,,251113,,,A*74
$GPGSV,3,2,09,22,75,191,27,25,58,074,23,29,08,122,15,31,48,276,20*7E
gpsx->utc temp: 134858
gpsx->latitude temp: 223250575
gpsx->longitude temp: 1135464785
gpsx->utc.date temp: 251113
$GPRMC,134858.00,A,2232.50575,N,11354.64785,E,0.140,,251113,,,A*7A
$GPGSV,3,2,09,22,75,191,27,25,58,074,23,29,08,122,15,31,48,276,19*74
gpsx->utc temp: 134859
gpsx->latitude temp: 223250575
gpsx->longitude temp: 1135464782
gpsx->utc.date temp: 251113
$GPRMC,134859.00,A,2232.50575,N,11354.64782,E,0.130,,251113,,,A*7B
$GPGSV,3,2,09,22,75,191,27,25,58,074,23,29,08,122,15,31,48,276,20*7E
gpsx->utc temp: 134900
gpsx->latitude temp: 223250570
gpsx->longitude temp: 1135464784
gpsx->utc.date temp: 251113
$GPRMC,134900.00,A,2232.50570,N,11354.64784,E,0.112,,251113,,,A*75
 
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