?? 文章作者：二土電子

?? 關(guān)注公眾號(hào)獲取更多資料！

?? 期待大家一起學(xué)習(xí)交流！

一、GPS模塊簡介

??我們在做一些項(xiàng)目時(shí)有時(shí)會(huì)需要進(jìn)行GPS定位，獲取自身的經(jīng)緯度信息，這里使用的是中科微電子的GPS模塊ATGM336H，帶陶瓷天線。

??該模塊可以實(shí)現(xiàn)GPS定位，返回定位點(diǎn)的UTC時(shí)間和經(jīng)緯度信息。

??UTC時(shí)間是全世界公用的時(shí)間，我們用的北京時(shí)間比UTC時(shí)間快8個(gè)小時(shí)。

??在使用時(shí)必須注意以下幾點(diǎn)

• 必須在室外空曠地帶才能進(jìn)行定位；
• 定位是陶瓷天線上的小圓點(diǎn)必須朝上，上方不要有遮擋物；
• 樓間距也可能會(huì)影響定位，樓間距較小的地方可能定位失?。?/li>

二、使用方法

2.1 引腳介紹

??ATGM336H使用3.3V或者5V供電，利用串口將GPS信息發(fā)送出來，我們簡單地介紹一下它的幾個(gè)引腳

??PPS引腳這里沒有用到，就不再做介紹了，有興趣的小伙伴可以自行搜索一下它的用途。

2.2 數(shù)據(jù)幀介紹

??ATGM336H利用串口發(fā)送定位信息給主控芯片，串口波特率為9600，我們最開始可以先用USB-TTL連接ATGM336H，到空曠地帶觀察一下它的輸出信息，定位成功時(shí)接收到的信息如下

??我們可以看到，ATGM336H一次會(huì)返回許多信息，其實(shí)我們只需要關(guān)注其中的“GNRMC”這條信息即可，我們簡單看一下這條信息。

$GNRMC,015135.000,A,4159.65553,N,12136.79345,E,0.52,0.00,191123,,,A*7F

• 消息ID —— $GNRMC
• 定位點(diǎn)的UTC時(shí)間 —— 015135.000
• 定位狀態(tài) —— A：定位；V：導(dǎo)航（我們進(jìn)行定位時(shí)，如果該位為A表示數(shù)據(jù)有效，該位為V表示數(shù)據(jù)無效）
• 緯度 —— 4159.65553
• 緯度方向 —— N
• 經(jīng)度 —— 12136.79345
• 經(jīng)度方向 —— E

??需要注意的是，這里的經(jīng)緯度并不能直接拿來在地圖上搜索定位，而是需要進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換之后才可以，關(guān)于數(shù)據(jù)抓換，后續(xù)的程序設(shè)計(jì)會(huì)詳細(xì)介紹。

2.3 關(guān)于不同的啟動(dòng)方式

??ATGM336H有三種不同的啟動(dòng)模式，不同模式定位成功所需的時(shí)間是不同的，我們這里來簡單描述一下這幾種啟動(dòng)模式

• 冷啟動(dòng)
  冷啟動(dòng)是指在一個(gè)陌生的環(huán)境下啟動(dòng) GPS 直到 GPS 和周圍衛(wèi)星聯(lián)系并且計(jì)算出坐標(biāo)的啟動(dòng)過程。比如我們初次使用，電池耗盡導(dǎo)致星歷信息丟失，或者關(guān)機(jī)狀態(tài)下將接收機(jī)移動(dòng) 1000 公里以上距離再啟動(dòng)都屬于冷啟動(dòng)，冷啟動(dòng)大概需要等待1~2分鐘才能定位成功。
• 溫啟動(dòng)
  溫啟動(dòng)是指距離上次定位時(shí)間超過 2 個(gè)小時(shí)的啟動(dòng),搜星定位時(shí)間介于冷啟動(dòng)和熱啟動(dòng)之間。
• 熱啟動(dòng)
  熱啟動(dòng)是指在上次關(guān)機(jī)的地方?jīng)]有過多移動(dòng)啟動(dòng) GPS，但距離上次定位時(shí)間必須小于 2 個(gè)小時(shí)。

三、前置知識(shí)

??我們在介紹程序設(shè)計(jì)之前先介紹一下一些必備的前置知識(shí)，關(guān)于STM32串口的配置這里就不再詳細(xì)介紹了，具體可以到博主的STM32俗稱筆記專欄串口篇查看。這里著重介紹幾個(gè)C語言中的函數(shù)。

3.1 strstr函數(shù)

??strstr函數(shù)原型為

char *strstr( const char *str1, const char *str2 );

??該函數(shù)是在字符串str1中查找是否含有字符串str2，如果存在，返回str2在str1中第一次出現(xiàn)的地址（指針）；否則返回NULL。使用strstr函數(shù)時(shí)需要包含頭文件<string.h>。

??值得注意的是，實(shí)際輸入變量都是指針，如果我們稍加設(shè)計(jì)，能得到循環(huán)查找分隔符的效果，具體可以看后面在解析接收幀信息時(shí)的程序設(shè)計(jì)，這里只介紹一下它的基本用法。

3.2 memset函數(shù)

??memset函數(shù)的函數(shù)原型為

void *memset(void *s, int c, size_t n); 

??memset是一個(gè)初始化函數(shù)，作用是將某一塊內(nèi)存中的全部設(shè)置為指定的值。

• s指向要填充的內(nèi)存塊。
• c是要被設(shè)置的值。
• n是要被設(shè)置該值的字符數(shù)。
• 返回類型是一個(gè)指向存儲(chǔ)區(qū)s的指針。

3.3 memcpy函數(shù)

??memcpy函數(shù)的函數(shù)原型為

void *memcpy(void*dest, const void *src, size_t n);

??該函數(shù)的功能是將由src指向地址為起始地址的連續(xù)n個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)復(fù)制到以destin指向地址為起始地址的空間內(nèi)。

3.4 strtod函數(shù)

??strtod函數(shù)的函數(shù)原型為

double strtod(const char *nptr, char **endptr);

??strtod函數(shù)會(huì)檢查輸入的nptr字符串，跳過前面的空格字符，直到遇上數(shù)字或正負(fù)符號(hào)才開始做轉(zhuǎn)換，到出現(xiàn)非數(shù)字或字符串結(jié)束時(shí)(‘\0’)才結(jié)束轉(zhuǎn)換，并將結(jié)果返回，返回值是一個(gè)double型數(shù)值。

??若endptr不為NULL，則會(huì)將遇到不合條件而終止的nptr中的字符指針由endptr傳回。參數(shù)nptr字符串可包含正負(fù)號(hào)、小數(shù)點(diǎn)或E(e)來表示指數(shù)部分。

??使用該函數(shù)時(shí)需要包含頭文件。

四、程序設(shè)計(jì)

??下面我們來進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，我們用串口1來接收ATGM336H發(fā)送來的信息，用串口2將我們解析處理后的GPS信息發(fā)送給上位機(jī)。

4.1 串口初始化程序

??這里用到了兩個(gè)串口，我們封裝一個(gè)串口初始化函數(shù)用來初始化串口

/*
 *==============================================================================
 *函數(shù)名稱：uart_init
 *函數(shù)功能：初始化USART
 *輸入?yún)?shù)：UARTx：串口幾；bound：波特率
 *返回值：無
 *備  注：可以修改成輸入初始化哪個(gè)USART
 *==============================================================================
*/
void uart_init(UART_TypeDef UARTx,u32 bound)
{
	// 相關(guān)結(jié)構(gòu)體定義
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	
	switch (UARTx)
	{
		case 0:
			// 使能USART1，GPIOA時(shí)鐘
			RCC_APB2PeriphClockCmd (RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);	

			// USART1_TX   GPIOA.9
			GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;   // PA.9
			GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
			GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;   // 復(fù)用推挽輸出
			GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);   // 初始化GPIOA.9

			// USART1_RX	  GPIOA.10初始化
			GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;   // PA10
			GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;   // 浮空輸入
			GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);   // 初始化GPIOA.10  

			// Usart1 NVIC 配置
			NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
			NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;   // 搶占優(yōu)先級(jí)3
			NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;   // 子優(yōu)先級(jí)3
			NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;   // IRQ通道使能
			NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);   // 根據(jù)指定的參數(shù)初始化VIC寄存器

			// USART 初始化設(shè)置
			USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;   // 串口波特率
			USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;   // 字長為8位數(shù)據(jù)格式
			USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;   // 一個(gè)停止位
			USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;   // 無奇偶校驗(yàn)位
			// 無硬件數(shù)據(jù)流控制
			USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
			USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;   // 收發(fā)模式
			USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);   // 初始化串口1
			
			USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);   // 開啟串口接收中斷
			USART_ITConfig(USART1, USART_IT_IDLE, ENABLE);   // 使能空閑中斷
			
			USART_Cmd(USART1, ENABLE);   // 使能串口1
			
			break;
			
		case 1:
			// 使能USART2，GPIOA時(shí)鐘
			RCC_APB1PeriphClockCmd (RCC_APB1Periph_USART2 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);	

			// USART2_TX   GPIOA.2
			GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;   // PA.2
			GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
			GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;   // 復(fù)用推挽輸出
			GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);   // 初始化GPIOA.2

			// USART2_RX	  GPIOA.3初始化
			GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;   // PA3
			GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;   // 浮空輸入
			GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);   // 初始化GPIOA.3 

			// Usart2 NVIC 配置
			NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn;
			NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;   // 搶占優(yōu)先級(jí)3
			NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;   // 子優(yōu)先級(jí)3
			NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;   // IRQ通道使能
			NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);   // 根據(jù)指定的參數(shù)初始化VIC寄存器

			// USART2 初始化設(shè)置
			USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;   // 串口波特率
			USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;   // 字長為8位數(shù)據(jù)格式
			USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;   // 一個(gè)停止位
			USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;   // 無奇偶校驗(yàn)位
			// 無硬件數(shù)據(jù)流控制
			USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
			USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;   // 收發(fā)模式
			USART_Init(USART2, &USART_InitStructure);   // 初始化串口2
			
			USART_ITConfig(USART2, USART_IT_RXNE, ENABLE);   // 開啟串口接收中斷
			USART_ITConfig(USART2, USART_IT_IDLE, ENABLE);   // 使能空閑中斷
			
			USART_Cmd(USART2, ENABLE);   // 使能串口2
			
			break;
			
			default:
				break;
	}
}

4.2 串口1接收中斷服務(wù)函數(shù)

??在進(jìn)行數(shù)據(jù)接收時(shí)，我們一幀一幀地接收，直到接收到我們需要的幀之后將接接收緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)復(fù)制到我們定義好的接收數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體中。

/*
 *==============================================================================
 *函數(shù)名稱：USART1_IRQHandler
 *函數(shù)功能：串口1中斷服務(wù)函數(shù)
 *輸入?yún)?shù)：無
 *返回值：無
 *備  注：無
 *==============================================================================
*/
void USART1_IRQHandler (void)
{
	u8 recContent;   // 存儲(chǔ)接收內(nèi)容
	
	// 如果串口接收到內(nèi)容
	if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET) 
	{
		recContent = USART_ReceiveData(USART1);   // 存儲(chǔ)接收內(nèi)容
		
		// 如果接收到的是$（$是一幀信息的開始）
		// 保證每接收到新的一幀信息就從緩沖區(qū)起始位置開始存儲(chǔ)
		if(recContent == '$')
		{
			gReceCunt = 0;   // 清零幀信息計(jì)數(shù)變量
		}
		
		// 存儲(chǔ)接收到的幀信息
		gUart1RcecBuf[gReceCunt ++] = recContent;
		
		// 確定是否收到"GPRMC/GNRMC"這一幀數(shù)據(jù)
		if(gUart1RcecBuf[0] == '$' && gUart1RcecBuf[4] == 'M' && gUart1RcecBuf[5] == 'C')
		{
			// 接收到換行（接收完了一幀信息）
			if(recContent == '\n')									   
			{
				memset(receDataFrame.Frame_Buffer, 0, Frame_Buffer_Length);   // 初始化接收幀信息數(shù)組
				memcpy(receDataFrame.Frame_Buffer, gUart1RcecBuf, recContent);   // 保存GPRMC/GNRMC這幀的數(shù)據(jù)
				receDataFrame.isGetData = TRUE;   // 接收成功
				recContent = 0;   // 清零接收幀信息接收計(jì)數(shù)變量
				memset(gUart1RcecBuf, 0, UART1RX_MAX_LENGTH);   // 清空串口1接收Buf				
			}		
		}
		
		// 如果接收內(nèi)容超出最大長度，不再繼續(xù)接收
		if(recContent >= UART1RX_MAX_LENGTH)
		{
			recContent = UART1RX_MAX_LENGTH;
		}
	}
}

4.3 幀信息解析

??存儲(chǔ)到需要的幀信息后，下一步就是對(duì)它進(jìn)行解析，解析時(shí)我們利用每一個(gè)數(shù)據(jù)間的逗號(hào)作為分隔符，利用strstr函數(shù)尋找逗號(hào)對(duì)應(yīng)的地址，將兩個(gè)逗號(hào)之間的信息存儲(chǔ)到我們提前定義好的解析信息存儲(chǔ)數(shù)組中。仔細(xì)分析一下“$GNRMC”幀會(huì)發(fā)現(xiàn)，我們只需要找到七個(gè)逗號(hào)的地址，提取他們兩個(gè)相鄰逗號(hào)中間的字符串就可以得到GPS信息，思路介紹完了，我們來看一下程序設(shè)計(jì)。

/*
 *==============================================================================
 *函數(shù)名稱：Uart_Rece_Pares
 *函數(shù)功能：解析串口接收內(nèi)容
 *輸入?yún)?shù)：無
 *返回值：無
 *備  注：無
 *==============================================================================
*/
void Uart_Rece_Pares(void)   // 串口接收內(nèi)容解析函數(shù)
{
	// 注意變量類型
	char *point = 0;   // 逗號(hào)的地址指針
	char *nextPoint = 0;   // 下一個(gè)逗號(hào)的地址指針
	u8 tempVar = 0;   // 臨時(shí)循環(huán)變量
	
	// 如果數(shù)據(jù)接收成功
	if (receDataFrame.isGetData)
	{
		receDataFrame.isGetData = 0;   // 清除接收成功標(biāo)志位
		
		// for循環(huán)解析接收幀
		// 總共需要找到7個(gè)逗號(hào)
		for (tempVar = 0;tempVar < 7;tempVar ++)
		{
			// 第一次循環(huán)
			if (tempVar == 0)
			{
				// 尋找第一個(gè)逗號(hào)
				if ((point = strstr(receDataFrame.Frame_Buffer,",")) == NULL)
				{
					printf ("Prase Errpr!\r\n");   // 解析錯(cuò)誤
				}
			}
			else
			{
				point ++;   // 防止重復(fù)找到同一個(gè)逗號(hào)
				
				// 尋找下一個(gè)逗號(hào)
				// 注意strstr函數(shù)的輸入變量，是從上一個(gè)逗號(hào)之后開始找下一個(gè)逗號(hào)
				if ((nextPoint = strstr(point,",")) != NULL)
				{
					// 存儲(chǔ)信息
					switch (tempVar)
					{
						case 1:   // UTC時(shí)間
							memcpy(receDataFrame.UTCTime,point,nextPoint - point);
							break;
						
						case 2:   // 數(shù)據(jù)有效標(biāo)識(shí)
							memcpy(receDataFrame.UsefullFlag,point,nextPoint - point);
							break;
						
						case 3:   // 緯度
							memcpy(receDataFrame.latitude,point,nextPoint - point);
							break;
						
						case 4:   // 緯度方向
							memcpy(receDataFrame.N_S,point,nextPoint - point);
							break;
						
						case 5:   // 經(jīng)度
							memcpy(receDataFrame.longitude,point,nextPoint - point);
							break;
						
						case 6:   // 經(jīng)度方向
							memcpy(receDataFrame.E_W,point,nextPoint - point);
							break;
					}
					
					point = nextPoint;   // 更新上一個(gè)逗號(hào)地址指針
					
					receDataFrame.isParseData = TRUE;   // 數(shù)據(jù)解析完成
					
					// 數(shù)據(jù)有效
					if (receDataFrame.UsefullFlag[0] == 'A')
					{
						printf ("Data is usefull!\r\n");
					}
					else if (receDataFrame.UsefullFlag[0] == 'V')
					{
						printf ("Data is invalid!\r\n");
					}
				}
				else
				{
					printf ("Prase Errpr!\r\n");   // 解析錯(cuò)誤
				}
			}
		}
	}
}

4.4 經(jīng)緯度數(shù)據(jù)解析轉(zhuǎn)換

??解析出經(jīng)緯度信息后，我們需要將它轉(zhuǎn)換成我們需要的格式，可以直接在地圖中輸入定位，拿上面的例子來介紹一下轉(zhuǎn)換方法

??上面接收到地經(jīng)緯度信息為

4159.65553,N,12136.79345,E

??換算方法和結(jié)果為

41 + 59.65553 / 60 = 41.994
121 + 36.79345 / 60 = 121.613

??下面我們來展示一下程序?qū)崿F(xiàn)文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-761204.html

/*
 *==============================================================================
 *函數(shù)名稱：Data_Transfor
 *函數(shù)功能：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換
 *輸入?yún)?shù)：無
 *返回值：無
 *備  注：無
 *==============================================================================
*/
void Data_Transfor (void)
{
	float latitude = 0;   // 存儲(chǔ)緯度信息
	u16 temp1 = 0;   // 臨時(shí)變量1，存儲(chǔ)整數(shù)
	float longitude = 0;   // 存儲(chǔ)經(jīng)度信息
	u16 temp2 = 0;   // 臨時(shí)變量2，存儲(chǔ)整數(shù)
	
	latitude = strtod(receDataFrame.latitude,NULL);   // 字符串轉(zhuǎn)換成浮點(diǎn)數(shù)
	longitude = strtod(receDataFrame.longitude,NULL);   // 字符串轉(zhuǎn)換成浮點(diǎn)數(shù)
	
	// 緯度信息處理
	// 五位緯度信息
	if ((latitude - 10000.0) >= 0)
	{
		// 前三位需要單獨(dú)拿出來組成一個(gè)數(shù)
		temp1 = (((u16)latitude / 10000) % 10) * 100 + (((u16)latitude / 1000) % 10) * 10 + ((u16)latitude / 100) % 10;
		latitude = latitude - (float)temp1 * 100;
		latitude = (float)temp1 + latitude / 60;
		printf ("latitude:%.3f\r\n",latitude);
	}
	else   // 四位緯度信息
	{
		// 前兩位需要單獨(dú)拿出來組成一個(gè)數(shù)
		temp1 = (((u16)latitude / 1000) % 10) * 10 + ((u16)latitude / 100) % 10;
		latitude = latitude - (float)temp1 * 100;
		latitude = (float)temp1 + latitude / 60;
		printf ("latitude:%.3f\r\n",latitude);
	}
	
	// 經(jīng)度信息處理
	// 五位經(jīng)度信息
	if ((longitude - 10000.0) >= 0)
	{
		// 前三位需要單獨(dú)拿出來組成一個(gè)數(shù)
		temp2 = (((u16)longitude / 10000) % 10) * 100 + (((u16)longitude / 1000) % 10) * 10 + ((u16)longitude / 100) % 10;
		longitude = longitude - (float)temp2 * 100;
		longitude = (float)temp2 + longitude / 60;
		printf ("longitude:%.3f\r\n",longitude);
	}
	else   // 四位經(jīng)度信息
	{
		// 前兩位需要單獨(dú)拿出來組成一個(gè)數(shù)
		temp2 = (((u16)longitude / 1000) % 10) * 10 + ((u16)longitude / 100) % 10;
		longitude = longitude - (float)temp2 * 100;
		longitude = (float)temp2 + longitude / 60;
		printf ("longitude:%.3f\r\n",longitude);
	}
}

到了這里，關(guān)于【STM32外設(shè)系列】GPS定位模塊（ATGM336H）的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！