2.61 ATGM336H—GPS 北斗双模模块（来自 TaurusHard 的贡献）

2.61.1 模块来源

采购链接：https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.41c92e8d3GWc6q&id=595353912203&_u=k1n9eb4ne3c3 资料下载：https://pan.baidu.com/s/1ltiJxImpN5HtBg6U86jSjg 提取码: fywk

**实物展示图**

2.61.2 规格参数

工作电压：3.3V/5V工作电流：连续运行 <25mA通信方式：UART默认波特率：9600定位精度：2.5 米（CEP50）冷启动捕获灵敏度：-148dBm跟踪灵敏度：-162dBm首次定位时间：32 秒工作温度：-40℃~85℃引脚数量：5（VCC、GND、TX、RX、PPS）模块尺寸：15.7mm x 13.1mm

2.61.3 模块原理

2.61.3.1 模块简介

ATGM336H-5N 系列模块是 9.7X10.1 尺寸的高性能 BDS/GNSS 全星座定位导航模块系列的总称。该系列模块产品都是基于中科微第四代低功耗 GNSSSOC 单芯片——AT6558，支持多种卫星导航系统，包括中国的 BDS（北斗卫星导航系统），美国的 GPS，俄罗斯的 GLONASS，欧盟的 GALILEO，日本的 QZSS 以及卫星增强系统 SBAS（WAAS，EGNOS，GAGAN，MSAS）。AT6558 是一款真正意义的六合一多模卫星导航定位芯片，包含 32 个跟踪通道，可以同时接收六个卫星导航系统的 GNSS 信号，并且实现联合定位、导航与授时。ATGM336H-5N 本系列模块具有高灵敏度、低功耗、低成本等优势，适用于车载导航、手持定位、可穿戴设备，可以直接替换 Ublox MAX 系列模块。其模块框图如下。

2.61.3.2 输出协议

ATGM336H-5N 系列模块通过 UART 作为主要输出通道，按照 NMEA0183 的协议格式输出，具体信息请参照《CASIC 多模卫星导航接收机协议规范》。 其主要包括以下帧格式：

2.61.3.3 GPS 信息

2.61.3.4 地理定位信息

2.61.3.5 当前卫星信息

2.61.3.6 可见卫星信息

2.61.3.7 最简定位信息

2.61.3.8 地面速度信息

2.61.3.9 天线状态输出

2.61.3.10 经纬度换算

协议中的经纬度格式为 ddmm.mmmm/dddmm.mmmm，若换算成常用的经纬度格式，可以通过百度搜索经纬度转换工具转换即可。其计算公式如下：

2.61.4 移植工程

2.61.4.1 引脚选择

模块	立创·梁山派	接线图

| VCC | 3V3 | | | TX | PA3 | | | RX | PA2 | |

2.61.4.2 移植步骤

本例程参考资料中的代码，在 uart.h 和 uart.c 中增加串口数据解析代码，以 3.2.5 小节的最简定位信息为例，将接收到的有效 GPS 报文解析出来并打印在终端显示。

** uart.h**

该部分代码增加 UART1 的相关定义及接收数据结构体定义，具体代码如下：

/********************************************************************************
 * 测试硬件：立创·梁山派开发板GD32F470ZGT6    使用主频200Mhz    晶振25Mhz
 * 版 本 号: V1.0
 * 修改作者: TaurusHard
 * 修改日期: 2023年09月05日
 * 功能介绍:
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#ifndef _UART_H
#define _UART_H

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

// UART0
#define BSP_USART_TX_RCU RCU_GPIOA // 串口TX的端口时钟
#define BSP_USART_RX_RCU RCU_GPIOA // 串口RX的端口时钟
#define BSP_USART_RCU RCU_USART0 // 串口0的时钟

#define BSP_USART_TX_PORT GPIOA // 串口TX的端口
#define BSP_USART_RX_PORT GPIOA // 串口RX的端口
#define BSP_USART_AF GPIO_AF_7 // 串口0的复用功能
#define BSP_USART_TX_PIN GPIO_PIN_9 // 串口TX的引脚
#define BSP_USART_RX_PIN GPIO_PIN_10 // 串口RX的引脚

#define BSP_USART USART0 // 串口0
#define BSP_USART_IRQ USART0_IRQn // 串口0中断
#define BSP_USART_IRQHandler USART0_IRQHandler // 串口0中断服务函数

// UART1
#define UART1_TX_RCU RCU_GPIOA // 串口1TX的端口时钟
#define UART1_RX_RCU RCU_GPIOA // 串口1RX的端口时钟
#define UART1_RCU RCU_USART1 // 串口1的时钟

#define UART1_TX_PORT GPIOA // 串口1TX的端口
#define UART1_RX_PORT GPIOA // 串口1RX的端口
#define UART1_TX_PIN GPIO_PIN_2 // 串口1TX的引脚
#define UART1_RX_PIN GPIO_PIN_3 // 串口1RX的引脚
#define UART1_AF GPIO_AF_7 // 串口1的复用功能

#define UART1 USART1 // 串口1
#define UART1_IRQ USART1_IRQn // 串口1中断
#define UART1_IRQHandler USART1_IRQHandler // 串口1中断服务函数

#define false 0
#define true 1

// 定义数组长度
#define USART_REC_LEN 200 // 定义最大接收字节数
#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;

void usart_gpio_config(uint32_t band_rate); // 配置串口
void uart1_init(uint32_t band_rate);
void uart_send_data(uint32_t usart_periph, uint8_t ucch); // 发送一个字符
void usart_send_string(uint32_t usart_periph, unsigned char *str, unsigned short len);

void clr_uart_recv_struct(void);
void parse_gps_buffer(void);

#endif /* UART_H */

uart.c

该部分代码增加 UART1 的相关初始化、接收中断对 GPS 有效数据的处理、对 GPS 数据进行解析和打印等函数，具体代码如下：

/********************************************************************************
 * 测试硬件：立创·梁山派开发板GD32F470ZGT6    使用主频200Mhz    晶振25Mhz
 * 版 本 号: V1.0
 * 修改作者: TaurusHard
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#include "uart.h"
#include "stdio.h"
#include "string.h"
#include <stdarg.h>

uint16_t point1 = 0;
uint8_t USART_RX_BUF[USART_REC_LEN]; // 接收缓冲,最大USART_REC_LEN个字节.
_SaveData Save_Data;

/************************************************
函数名称 ： usart_gpio_config
功    能 ： 串口配置GPIO
参    数 ： band_rate:波特率
返 回 值 ： 无
作    者 ： LC
*************************************************/
void usart_gpio_config(uint32_t band_rate)
{
    /* 开启时钟 */
    rcu_periph_clock_enable(BSP_USART_TX_RCU); // 开启串口时钟
    rcu_periph_clock_enable(BSP_USART_RX_RCU); // 开启端口时钟
    rcu_periph_clock_enable(BSP_USART_RCU); // 开启端口时钟

    /* 配置GPIO复用功能 */
    gpio_af_set(BSP_USART_TX_PORT, BSP_USART_AF, BSP_USART_TX_PIN);
    gpio_af_set(BSP_USART_RX_PORT, BSP_USART_AF, BSP_USART_RX_PIN);

    /* 配置GPIO的模式 */
    /* 配置TX为复用模式 上拉模式 */
    gpio_mode_set(BSP_USART_TX_PORT, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_PULLUP, BSP_USART_TX_PIN);
    /* 配置RX为复用模式 上拉模式 */
    gpio_mode_set(BSP_USART_RX_PORT, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_PULLUP, BSP_USART_RX_PIN);

    /* 配置TX为推挽输出 50MHZ */
    gpio_output_options_set(BSP_USART_TX_PORT, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, BSP_USART_TX_PIN);
    /* 配置RX为推挽输出 50MHZ */
    gpio_output_options_set(BSP_USART_RX_PORT, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, BSP_USART_RX_PIN);

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

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

    /* 中断配置 */
    nvic_irq_enable(BSP_USART_IRQ, 2, 2); // 配置中断优先级
    usart_interrupt_enable(BSP_USART, USART_INT_RBNE); // 读数据缓冲区非空中断
}

/************************************************
函数名称 ： uart1_init
功    能 ： UART1初始化
参    数 ： band_rate:波特率
返 回 值 ： 无
作    者 ： TaurusHard
*************************************************/
void uart1_init(uint32_t band_rate)
{
    /* 开启时钟 */
    rcu_periph_clock_enable(UART1_RCU); // 开启串口时钟
    rcu_periph_clock_enable(UART1_TX_RCU); // 开启端口时钟
    rcu_periph_clock_enable(UART1_RX_RCU); // 开启端口时钟

    /* 配置GPIO复用功能 */
    gpio_af_set(UART1_TX_PORT, UART1_AF, UART1_TX_PIN);
    gpio_af_set(UART1_RX_PORT, UART1_AF, UART1_RX_PIN);

    /* 配置GPIO的模式 */
    /* 配置TX为复用模式 上拉模式 */
    gpio_mode_set(UART1_TX_PORT, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_PULLUP, UART1_TX_PIN);
    /* 配置RX为复用模式 上拉模式 */
    gpio_mode_set(UART1_RX_PORT, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_PULLUP, UART1_RX_PIN);

    /* 配置TX为推挽输出 50MHZ */
    gpio_output_options_set(UART1_TX_PORT, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, UART1_TX_PIN);
    /* 配置RX为推挽输出 50MHZ */
    gpio_output_options_set(UART1_RX_PORT, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, UART1_RX_PIN);

    /* 配置串口的参数 */
    usart_deinit(UART1); // 复位串口
    usart_baudrate_set(UART1, band_rate); // 设置波特率
    usart_parity_config(UART1, USART_PM_NONE); // 没有校验位
    usart_word_length_set(UART1, USART_WL_8BIT); // 8位数据位
    usart_stop_bit_set(UART1, USART_STB_1BIT); // 1位停止位

    /* 使能串口 */
    usart_enable(UART1); // 使能串口
    usart_transmit_config(UART1, USART_TRANSMIT_ENABLE); // 使能串口发送
    usart_receive_config(UART1, USART_RECEIVE_ENABLE); // 使能串口接收

    /* 中断配置 */
    nvic_irq_enable(UART1_IRQ, 2, 2); // 配置中断优先级
    usart_interrupt_enable(UART1, USART_INT_RBNE); // 读数据缓冲区非空中断
}

/************************************************
函数名称 ： uart_send_data
功    能 ： 串口重发送一个字节
参    数 ： usart_periph: USARTx(x=0,1,2,5)/UARTx(x=3,4,6,7)
参    数 ： ucch：要发送的字节
返 回 值 ：
作    者 ： LC
*************************************************/
void uart_send_data(uint32_t usart_periph, uint8_t ucch)
{
    usart_data_transmit(usart_periph, (uint8_t)ucch); // 发送数据
    while(RESET == usart_flag_get(usart_periph, USART_FLAG_TBE))
        ; // 等待发送数据缓冲区标志置位
}

/************************************************
函数名称 ： fputc
功    能 ： 串口重定向函数
参    数 ：
返 回 值 ：
作    者 ： LC
*************************************************/
int fputc(int ch, FILE *f)
{
    uart_send_data(BSP_USART, ch);
    // 等待发送数据缓冲区标志置位
    return ch;
}

/************************************************
函数名称 ： usart_send_string
功    能 ： 串口发送字符串
参    数 ： usart_periph: USARTx(x=0,1,2,5)/UARTx(x=3,4,6,7)
参    数 ： str:要发送的字符串
参    数 ： len:字符串长度
返 回 值 ：
作    者 ： TH
*************************************************/
void usart_send_string(uint32_t usart_periph, unsigned char *str, unsigned short len)
{
    unsigned short count = 0;

    for(; count < len; count++)
    {
        uart_send_data(usart_periph, *str++);
    }
}

void clr_uart_recv_struct(void)
{
    Save_Data.isGetData = false;
    Save_Data.isParseData = false;
    Save_Data.isUsefull = false;
    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);
}

static void errorLog(int num)
{
    printf("ERROR%d\r\n", num);
}

void parse_gps_buffer(void)
{
    char *subString;
    char *subStringNext;
    char i = 0;

    if(Save_Data.isGetData)
    {
        Save_Data.isGetData = false;

        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;
                        case 2:
                            memcpy(usefullBuffer, subString, subStringNext - subString);
                            break;
                        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 = true;
                    if(usefullBuffer[0] == 'A')
                    {
                        Save_Data.isUsefull = true;
                    }
                    else if(usefullBuffer[0] == 'V')
                    {
                        Save_Data.isUsefull = false;
                    }
                }
                else
                {
                    errorLog(2); // 解析错误
                }
            }
        }
    }
    else
    {
    }

    if(Save_Data.isParseData)
    {
        Save_Data.isParseData = false;

        printf("Save_Data.UTCTime = ");
        printf(Save_Data.UTCTime);
        printf("\r\n");

        if(Save_Data.isUsefull)
        {
            Save_Data.isUsefull = false;
            printf("Save_Data.latitude = ");
            printf(Save_Data.latitude);
            printf("\r\n");

            printf("Save_Data.N_S = ");
            printf(Save_Data.N_S);
            printf("\r\n");

            printf("Save_Data.longitude = ");
            printf(Save_Data.longitude);
            printf("\r\n");

            printf("Save_Data.E_W = ");
            printf(Save_Data.E_W);
            printf("\r\n");
        }
        else
        {
            printf("GPS DATA is not usefull!\r\n");
        }
    }
}

/************************************************
函数名称 ： BSP_USART_IRQHandler
功    能 ： 串口接收中断服务函数
参    数 ： 无
返 回 值 ： 无
作    者 ： LC
*************************************************/
void BSP_USART_IRQHandler(void)
{
    // uint8_t data = 0;

    // if(usart_interrupt_flag_get(BSP_USART, USART_INT_FLAG_RBNE) == SET) // 接收缓冲区不为空
    // {
    //     data = usart_data_receive(BSP_USART); // 把接收到的数据放到缓冲区中
    // }
    // else
    // {
    // }
}

/************************************************
函数名称 ： UART1_IRQHandler
功    能 ： 串口1接收中断服务函数
参    数 ： 无
返 回 值 ： 无
作    者 ： TaurusHard
*************************************************/
void UART1_IRQHandler(void)
{
    uint8_t res;

    if(usart_interrupt_flag_get(UART1, USART_INT_FLAG_RBNE) == SET) // 接收缓冲区不为空
    {
        res = usart_data_receive(UART1); // 把接收到的数据放到缓冲区中

        if(res == '$')
        {
            point1 = 0;
        }

        USART_RX_BUF[point1++] = res;

        if(USART_RX_BUF[0] == '$' && USART_RX_BUF[4] == 'M' && USART_RX_BUF[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, USART_RX_BUF, point1); // 保存数据
                Save_Data.isGetData = true;
                point1 = 0;
                memset(USART_RX_BUF, 0, USART_REC_LEN); // 清空
            }
        }

        if(point1 >= USART_REC_LEN)
        {
            point1 = USART_REC_LEN;
        }
    }
    else
    {
    }
}

2.61.5 移植验证

在 main.c 中增加 UART1 的初始化，并在 while(1)中增加 GPS 数据解析函数，测试 GPS 识别结果。

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 * 测试硬件：立创·梁山派开发板GD32F470ZGT6    使用主频200Mhz    晶振25Mhz
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#include "gd32f4xx.h"
#include "stdio.h"
#include "systick.h"
#include "uart.h"

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 1us
    clr_uart_recv_struct(); // 清空接收缓冲区
    usart_gpio_config(115200U); // 串口初始化
    uart1_init(9600U); // GPS串口初始化

    while(1)
    {
        parse_gps_buffer(); // 解析GPS数据
        delay_ms(100);
    }
}

将 DAP-Link 连接至电脑 USB 接口，打开串口调试助手，编译代码下载到梁山派开发板后，运行代码，观察串口调试助手打印信息，当解析到有效定位数据后穿串口会打印如下图信息，当打印该种信息时证明模块已搜星成功并成功定位。

注：该 GPS 模块需放置在室外空旷地带定位，初次上电时需要 30s~2 分钟时间定位（具体看所处位置卫星数量和搜星效率）。

移植成功代码见下文件。