3.6 NEO-6M GPS 模块

NEO—6M/7M GPS 模块，具有高灵敏度、低功耗、小型化、高追踪灵敏度，大大扩大了其定位的覆盖面，在普通 GPS 接收模块不能定位的地方，如狭窄都市天空下、密集的丛林环境，NEO-6M 都能高精度定位。模块的高灵敏度、小静态漂移、低功耗及轻巧的体积,适用于车载、手持设备如 PDA，车辆监控、手机、摄像机及其他移动定位系统的应用，是 GPS 产品应用的好选择。

3.6.1 模块来源

采购链接： GPS 模块 NEO-6M/7M 卫星 51 单片机 STM32 兼容 arduino 飞控 APM2.5

资料下载： https://pan.baidu.com/s/1QvwMg9JbkzFauYmwExWcnQ 提取码: 8888

3.6.2 规格参数

工作电压：3.3V-5V

工作电流：10-26mA

控制方式：SPI

3.6.3 移植过程

我们的目标是在梁山派 GD32F470 上能够获取到定位信息的功能。首先要获取资料，查看数据手册应如何实现，再移植至我们的工程。

3.6.3.1 查看资料

注:在主电源断开后，后备电池可以维持半小时左右的 GPS 星历数据的保存，以支持温启动或热启动，从而实现快速定位。

首次定位时间较长，请确保是在室外进行定位。

3.6.3.2 引脚选择

GPS	立创·梁山派
VCC	3V3
GND	GND
TXD	PA3
RXD	PA2

3.6.3.3 移植至工程

移植步骤中的导入.c 和.h 文件与之前相同，只是将.c 和.h 文件更改为 bsp_gps.c 与 bsp_gps.h。见 2.2.3.3 移植至工程。这里不再过多讲述。移植完成后面修改相关代码。

在文件 bsp_gps.c 中，编写如下代码。

/********************************************************************************
  * 文 件 名: bsp_gps.c
  * 版 本 号: 初版
  * 修改作者: LC
  * 修改日期: 2022年5月6日
  * 功能介绍:
  ******************************************************************************
  * 开发板官网：www.lckfb.com
*********************************************************************************/
#include "bsp_gps.h"
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include "string.h"

#define GPSRX_LEN_MAX 255

unsigned char GPSRX_BUFF[GPSRX_LEN_MAX];
unsigned char GPSRX_LEN = 0;

_SaveData Save_Data;

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：GPS_GPIO_Init
 * 函 数 说 明：GPS引脚初始化
 * 函 数 形 参：band_rate GPS通信波特率
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：默认波特率为9600
******************************************************************/
void GPS_GPIO_Init(uint32_t band_rate)
{
    /* 开启时钟 */
        rcu_periph_clock_enable(BSP_GPS_TX_RCU);   // 开启串口时钟
        rcu_periph_clock_enable(BSP_GPS_RX_RCU);   // 开启端口时钟
        rcu_periph_clock_enable(BSP_GPS_RCU);      // 开启端口时钟

        /* 配置GPIO复用功能 */
    gpio_af_set(BSP_GPS_TX_PORT,BSP_GPS_AF,BSP_GPS_TX_PIN);
        gpio_af_set(BSP_GPS_RX_PORT,BSP_GPS_AF,BSP_GPS_RX_PIN);

        /* 配置GPIO的模式 */
        /* 配置TX为复用模式 上拉模式 */
        gpio_mode_set(BSP_GPS_TX_PORT,GPIO_MODE_AF,GPIO_PUPD_PULLUP,BSP_GPS_TX_PIN);
        /* 配置RX为复用模式 上拉模式 */
        gpio_mode_set(BSP_GPS_RX_PORT, GPIO_MODE_AF,GPIO_PUPD_PULLUP,BSP_GPS_RX_PIN);

        /* 配置TX为推挽输出 50MHZ */
        gpio_output_options_set(BSP_GPS_TX_PORT,GPIO_OTYPE_PP,GPIO_OSPEED_50MHZ,BSP_GPS_TX_PIN);
        /* 配置RX为推挽输出 50MHZ */
        gpio_output_options_set(BSP_GPS_RX_PORT,GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, BSP_GPS_RX_PIN);

        /* 配置串口的参数 */
        usart_deinit(BSP_GPS_USART);                                 // 复位串口
        usart_baudrate_set(BSP_GPS_USART,band_rate);                 // 设置波特率
        usart_parity_config(BSP_GPS_USART,USART_PM_NONE);            // 没有校验位
        usart_word_length_set(BSP_GPS_USART,USART_WL_8BIT);          // 8位数据位
        usart_stop_bit_set(BSP_GPS_USART,USART_STB_1BIT);                              // 1位停止位

    /* 使能串口 */
        usart_enable(BSP_GPS_USART);                                                   // 使能串口
        usart_transmit_config(BSP_GPS_USART,USART_TRANSMIT_ENABLE);  // 使能串口发送
        usart_receive_config(BSP_GPS_USART, USART_RECEIVE_ENABLE);//使能UART4接收

    /*        使能UART4接收中断标志位 */
        usart_interrupt_enable(BSP_GPS_USART, USART_INT_RBNE);
        /* 配置中断优先级 */
        nvic_irq_enable(BSP_GPS_IRQn, 2, 2); // 配置中断优先级
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：GPS_Send_Bit
 * 函 数 说 明：向GPS发送单个字符
 * 函 数 形 参：ch发送的字符
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
void GPS_Send_Bit(unsigned char ch)
{
        //发送字符
        usart_data_transmit(UART4, ch);
        // 等待发送数据缓冲区标志自动置位
        while(RESET == usart_flag_get(UART4, USART_FLAG_TBE) );
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：GPS_send_String
 * 函 数 说 明：GPS发送字符串
 * 函 数 形 参：str要发送的字符串
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
void GPS_send_String(unsigned char *str)
{
        while( str && *str ) // 地址为空或者值为空跳出
        {
                GPS_Send_Bit(*str++);
        }
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：Hand
 * 函 数 说 明：在GPS数据中，识别是否有想要的串口命令
 * 函 数 形 参：需要识别的命令
 * 函 数 返 回：1识别成功  0识别失败
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
uint8_t Hand(char *a)
{
    if(strstr((const char*)GPSRX_BUFF,a)!=NULL)
            return 1;
        else
                return 0;
}
/******************************************************************
 * 函 数 名 称：CLR_Buf
 * 函 数 说 明：清除串口接收的数据
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
void CLR_Buf(void)
{
        memset(GPSRX_BUFF, 0, GPSRX_LEN_MAX);      //清空
    GPSRX_LEN = 0;
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：clrStruct
 * 函 数 说 明：清除GPS结构体数据
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
void clrStruct(void)
{
        Save_Data.isGetData = 0;
        Save_Data.isParseData = 0;
        Save_Data.isUsefull = 0;
        memset(Save_Data.GPS_Buffer, 0, GPS_Buffer_Length);      //清空
        memset(Save_Data.UTCTime,    0, UTCTime_Length);
        memset(Save_Data.latitude,   0, latitude_Length);
        memset(Save_Data.N_S,        0, N_S_Length);
        memset(Save_Data.longitude,  0, longitude_Length);
        memset(Save_Data.E_W,        0, E_W_Length);

}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：BSP_GPS_IRQHandler
 * 函 数 说 明：串口中断服务函数
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
void BSP_GPS_IRQHandler(void)
{
    uint8_t Res;
        if(usart_interrupt_flag_get(BSP_GPS_USART,USART_INT_FLAG_RBNE) != RESET) // 接收缓冲区不为空
        {
                Res = usart_data_receive(BSP_GPS_USART);

        if(Res == '$')
        {
            GPSRX_LEN = 0;
        }

        GPSRX_BUFF[GPSRX_LEN++] = Res;

        if(GPSRX_BUFF[0] == '$' && GPSRX_BUFF[4] == 'M' && GPSRX_BUFF[5] == 'C')//确定是否收到"GPRMC/GNRMC"这一帧数据
        {
            if(Res == '\n')
            {
                memset(Save_Data.GPS_Buffer, 0, GPS_Buffer_Length);      //清空
                memcpy(Save_Data.GPS_Buffer, GPSRX_BUFF, GPSRX_LEN);         //保存数据
                Save_Data.isGetData = 1;
                GPSRX_LEN = 0;
                memset(GPSRX_BUFF, 0, GPSRX_LEN_MAX);      //清空
            }
        }

        if(GPSRX_LEN >= GPSRX_LEN_MAX)
        {
            GPSRX_LEN = GPSRX_LEN_MAX;
        }
        }

}

在文件 bsp_gps.h 中，编写如下代码。

/********************************************************************************
  * 文 件 名: bsp_gps.h
  * 版 本 号: 初版
  * 修改作者: LC
  * 修改日期: 2022年5月6日
  * 功能介绍:
  ******************************************************************************
  * 开发板官网：www.lckfb.com
*********************************************************************************/
#ifndef _BSP_GPS_H
#define _BSP_GPS_H

#include "gd32f4xx.h"
#include "systick.h"

#define BSP_GPS_TX_RCU      RCU_GPIOA   // 串口TX的端口时钟
#define BSP_GPS_RX_RCU      RCU_GPIOA   // 串口RX的端口时钟
#define BSP_GPS_RCU         RCU_USART1  // 串口1的时钟

#define BSP_GPS_TX_PORT     GPIOA                                // 串口TX的端口
#define BSP_GPS_RX_PORT     GPIOA                                // 串口RX的端口
#define BSP_GPS_AF                         GPIO_AF_7   // 串口0的复用功能
#define BSP_GPS_TX_PIN      GPIO_PIN_2  // 串口TX的引脚
#define BSP_GPS_RX_PIN      GPIO_PIN_3 // 串口RX的引脚

#define BSP_GPS_USART                 USART1      // 串口1
#define BSP_GPS_IRQn                 USART1_IRQn
#define BSP_GPS_IRQHandler         USART1_IRQHandler

//定义数组长度
#define GPS_Buffer_Length 80
#define UTCTime_Length 11
#define latitude_Length 11
#define N_S_Length 2
#define longitude_Length 12
#define E_W_Length 2

typedef struct SaveData
{
        char GPS_Buffer[GPS_Buffer_Length];
        char isGetData;                //是否获取到GPS数据
        char isParseData;        //是否解析完成
        char UTCTime[UTCTime_Length];                //UTC时间
        char latitude[latitude_Length];                //纬度
        char N_S[N_S_Length];                //N/S
        char longitude[longitude_Length];                //经度
        char E_W[E_W_Length];                //E/W
        char isUsefull;                //定位信息是否有效
} _SaveData;

extern _SaveData Save_Data;

void GPS_GPIO_Init(uint32_t band_rate);
void CLR_Buf(void);
uint8_t Hand(char *a);
void clrStruct(void);

#endif

3.6.4 移植验证

在自己工程中的 main 主函数中，编写如下。

/********************************************************************************
  * 文 件 名: main.c
  * 版 本 号: 初版
  * 修改作者: LC
  * 修改日期: 2023年04月06日
  * 功能介绍:
  ******************************************************************************
  * 注意事项:
*********************************************************************************/

#include "gd32f4xx.h"
#include "systick.h"
#include "oled.h"
#include "bsp_usart.h"
#include "bsp_gps.h"
#include "stdio.h"
#include "string.h"

void parseGpsBuffer(void);
void printGpsBuffer(void);

int main(void)
{
        nvic_priority_group_set(NVIC_PRIGROUP_PRE2_SUB2);  // 优先级分组
        systick_config();                //滴答定时器初始化 1ms
        usart_gpio_config(9600);
        GPS_GPIO_Init(9600);
        clrStruct();

        OLED_Init();                                //初始化OLED
        OLED_Clear();
        printf("start\r\n");
        while(1)
        {
            parseGpsBuffer();
                    printGpsBuffer();
        }
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：errorLog
 * 函 数 说 明：错误日志打印
 * 函 数 形 参：num 要输出的错误码
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
void errorLog(int num)
{
        while (1)
        {
                  printf("ERROR%d\r\n",num);
        }
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：parseGpsBuffer
 * 函 数 说 明：解析GPS发送过来的数据
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
void parseGpsBuffer(void)
{
        char *subString;
        char *subStringNext;
        char i = 0;
        if (Save_Data.isGetData)
        {
                Save_Data.isGetData = 0;
                printf("**************\r\n");
                printf("%s\r\n",Save_Data.GPS_Buffer);

                for (i = 0 ; i <= 6 ; i++)
                {
                        if (i == 0)
                        {
                                if ((subString = strstr(Save_Data.GPS_Buffer, ",")) == NULL)
                                        errorLog(1);        //解析错误
                        }
                        else
                        {
                                subString++;
                                if ((subStringNext = strstr(subString, ",")) != NULL)
                                {
                                        char usefullBuffer[2];
                                        switch(i)
                                        {
                                                case 1:memcpy(Save_Data.UTCTime, subString, subStringNext - subString);break;        //获取UTC时间
                                                case 2:memcpy(usefullBuffer, subString, subStringNext - subString);break;        //获取UTC时间
                                                case 3:memcpy(Save_Data.latitude, subString, subStringNext - subString);break;        //获取纬度信息
                                                case 4:memcpy(Save_Data.N_S, subString, subStringNext - subString);break;        //获取N/S
                                                case 5:memcpy(Save_Data.longitude, subString, subStringNext - subString);break;        //获取经度信息
                                                case 6:memcpy(Save_Data.E_W, subString, subStringNext - subString);break;        //获取E/W

                                                default:break;
                                        }

                                        subString = subStringNext;
                                        Save_Data.isParseData = 1;
                                        if(usefullBuffer[0] == 'A')
                                                Save_Data.isUsefull = 1;
                                        else if(usefullBuffer[0] == 'V')
                                                Save_Data.isUsefull = 0;

                                }
                                else
                                {
                                        errorLog(2);        //解析错误
                                }
                        }
                }
        }
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：printGpsBuffer
 * 函 数 说 明：输出解析后的数据
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
void printGpsBuffer(void)
{
    char buff[100]={0};
        if (Save_Data.isParseData)
        {
                Save_Data.isParseData = 0;

        //在广东深圳进行测量，发现UTC时间存在8小时误差
                printf("Save_Data.UTCTime = ");
                printf("%s",Save_Data.UTCTime);
                printf("\r\n");
                sprintf(buff,"T=\"%s\"",Save_Data.UTCTime);
                OLED_ShowString(0,2,buff,8,1);
                OLED_Refresh();

                if(Save_Data.isUsefull)
                {
                        Save_Data.isUsefull = 0;
                        //串口显示纬度
                        printf("Save_Data.latitude = ");
                        printf("%s",Save_Data.latitude);
                        //屏幕显示纬度
                        sprintf(buff,"lat=\"%s\"",Save_Data.latitude);
                        OLED_ShowString(0,2+(8*1),buff,8,1);
                        OLED_Refresh();

                        //串口显示
                        printf("Save_Data.N_S = ");
                        printf("%s\r\n",Save_Data.N_S);
                        //屏幕显示
                        sprintf(buff,"NS=\"%s\"",Save_Data.N_S);
                        OLED_ShowString(0,2+(8*2),buff,8,1);
                        OLED_Refresh();

                        //串口显示经度
                        printf("Save_Data.longitude = ");
                        printf("%s",Save_Data.longitude);
                        printf("\r\n");
                        //屏幕显示经度
                        sprintf(buff,"lon=\"%s\"",Save_Data.longitude);
                        OLED_ShowString(0,2+(8*3),buff,8,1);
                        OLED_Refresh();

                        //串口显示
                        printf("Save_Data.E_W = ");
                        printf("%s",Save_Data.E_W);
                        printf("\r\n");
                        //屏幕显示
                        sprintf(buff,"EW=\"%s\"",Save_Data.E_W);
                        OLED_ShowString(0,2+(8*4),buff,8,1);
                        OLED_Refresh();
                        //覆盖之前的 not usefull 内容
                        OLED_ShowString(0,64-8,"           ",8,1);
                        OLED_Refresh();

                }
                else
                {
                        OLED_ShowString(0,64-8,"not usefull",8,1);
                        OLED_Refresh();
                        printf("GPS DATA is not usefull!\r\n");
                }

        }
}

移植现象：因为室内无法定位，所以将 GPS 放置在室外，使用 0.96 寸 IIC 屏幕显示定位信息。

移植成功示例，见文件 3.6.4-1 。

文件 3.6.4-1 移植成功示例

通过网盘分享的文件：立创·梁山派GD32F470ZGT6开发板【模块移植手册代码】

链接: https://pan.baidu.com/s/1pp44yjD1Dhh7U9iZ2a11IA 提取码: LCKF