：技術：咨 本手冊向大家介紹PZ-S1216F8-BDGPS北斗定位模塊及其在普中實現GPS/北斗定位。本章分為如下幾部分內容：PZ-S1216F8-BDGPS/GPS/北斗雙模定位模塊。該模S1216F8-BDFLASH，3.3V/5V模塊通過串口與外部系統連接，串口波特率支持4800、9600、19200、38400（默認）、576001152002304005V/3.3V（1）：GPS/北斗接收歷史信息都丟失了（相指模塊保存了GPS/北斗接收歷史信息，但是當前可視的信息和保存的信息注（2）：模塊的TXD和RXD120歐電阻，做輸出電平兼容處理，所以在使用的時候要注意，導線電阻不可過大(尤其是接USBTTL口模塊的時候,如果模塊的TXDRXD上帶了LED，那就會有問題)，否則可能PZ-S1216F8-BDGPS/北斗模塊支持多種通信波特率，通過串口進行設置，PZ-S1216F8-BDGPS/北斗模塊非常小巧（19.66mm*44.75mm），模塊通過12*42.54mm4安裝到自己的設備里面，模塊外觀如圖所示：塊相連即待擴展腳，可用的管腳只有5個，各引腳的詳細描述如圖所示：PPS引腳同時連接到了模塊自帶了的狀態指示燈：PPS1，該引腳連接指示燈（即PPS引腳），在默認條件下（沒經過程序設置），有2個狀態：1，2，（100ms900ms），PPS1指示燈，我們就可以很方便的判斷模塊的當前狀態，方GPS有源天線都是采用SMA接口，我們需要準備一根IPX（IPEX）SMAPZ-S1216F8-BDGPS/北斗模塊與有源天線，如圖所PZ-S1216F8-BDGPS/NMEA-0183GPS/北斗定位數據，并可以通過SkyTraq，NMEA-0183協議將在后面會SkyTraqBinaryMessagesofSkyTraqVenus8使用PZ-S1216F8-BDGPS/北斗模塊，任何單片機（3.3V/5V電源）都可以GPS/北斗定位。PZ-S1216F8-BDGPS/北斗模塊的原理圖如圖所示：PZ-S1216F8-BDGPS/北斗模塊同外部設備的通口采用UART（串口）方式，輸出的GPS/北斗定位數據采用NMEA-0183協議（默認），控制協議為SkyTraq協議（該協議的詳細介紹請看BinaryMessagesofSkyTraqVenus8GNSSReceiver.pdf這個文檔）。這里我們主要向大家介紹NMEA-0183NMEA0183是國家海洋電子（NationalMarineElectronics備統一的RTCM（Radio missionforMaritimeservices）標準NMEA-0183協議采用ASCII碼來傳遞GPS，我們稱之為幀。幀格式形如：$aaccc,ddd,ddd,…,ddd*hh(CR)(LF)1$”：2、aaccc：（aa），后三位為語句名（ccc）3、ddd…ddd：數據4、“*”：校驗和前綴（也可以作為語句數據結束的標志字節做異或運算，得到校驗和后，再轉換16進制格式的ASCII字符）NMEA-0183注1：即協調世界時，相當于本初子午線(0度經線)上的時間，時間比UTC早8個小時。$GNGGA（GPS，GlobalPositioningSystemFix$GNGGA（MM，hhCRUTC時間，格式為緯度，格式為ddmm.mmmmm（度分格式緯度半球，N或S（北緯或南緯經度，格式為dddmm.mmmmm（度分格式經度半球，E或W（東經或西經GPS0=1=2=正在使用的用于定位的數量（HDOP水平精確度因子（海拔高度（-9999.9到9999.9米大地水準面高度（-9999.9到9999.9米$GNGSA（當前信息$GNGSAMA1=2=2D3=3D正在用于定位的號（PDOP綜合位置精度因子（0.5-HDOP水平精度因子①（0.5-VDOP垂度因子（0.5-$GPGSV（可見數，GPSSalitesin$GPGSV$GPGSV,GSVGSV可見的總數（00~12，前面的0也將被傳輸）編號（01~32，前面的0也將被傳輸）仰角（00~90度，前面的0也將被傳輸）方位角（000~359度，前面的0也將被傳輸信噪比（00~99dB，沒有到時為空）注：每條GSV語句最多包括四顆的信息，其他的信息將在下一$BDGSV（可見數，GPSSalitesin$BDGSV$BDGSV,GSVGSV可見的總數（00~12，前面的0也將被傳輸）編號（01~32，前面的0也將被傳輸）仰角（00~90度，前面的0也將被傳輸）方位角（000~359度，前面的0也將被傳輸信噪比（00~99dB，沒有到時為空）注：每條GSV語句最多包括四顆的信息，其他的信息將在下一$GNRMC（推薦， $GNRMCUTC時間，hhmmss（時分秒A=V=緯度ddmm.mmmmm（度分緯度半球N（北半球）或S（南半球經度dddmm.mmmmm（度分經度半球E（東經）或W（西經地面速率（000.0~999.9節地面航向（000.0~359.9度，以真北方為參考基準UTC日期，ddmmyy（日月年磁偏角（000.0~180.0度，前導位數不足則補磁偏角方向，E（東）或W（西模式指示（A=D=E=N=數據無效）$GNVTG（TrackMadeGoodandGround$GNVTG以真北為參考基準的地面航向（000~359度，前面的0也將被傳輸以磁北為參考基準的地面航向(000~3590地面速率(000.0~999.90地面速率(0000.0~1851.80模式指示（A=D=E=N=數據無效）$GNGLL（Geographic$GNGLL緯度ddmm.mmmmm（度分緯度半球N（北半球）或S（南半球經度dddmm.mmmmm（度分經度半球E（東經）或W（西經UTC時間：hhmmss（時分秒A=V=模式指示（A=D=E=N=數據無效）$GNZDA$GNZDA,(1),(2),(3),(4),(5),UTC時間：hhmmss（時分秒日月年本地區域小時（NEO-6M未用到，為本地區域分鐘（NEO-6M00）NMEA-0183協議命令幀部分就介紹到這里，接下來我們看看NMEA-0183驗和是通過計算$與*之間所有字符ASCII碼的異或運算得到，將得到的結果以ASCII字符表示就是該校驗（hh）。0X47xor0X4Exor0X5Axor0X44xor0X41xor0X2Cxor0X30xor0X39xor0X35xor0X35xor0X35xor0X35xor0X2Exor0X30xor0X30xor0X30xor0X2Cxor0X30xor0X38xor0X2Cxor0X31xor0X32xor0X2Cxor0X32xor0X30xor0X31xor0X35xor0X2Cxor0X30xor0X30xor0X2Cxor0X30xor0X30得到的結果就是0X4C，用ASCII表示就是4C代碼，解析NMEA-0183數據，從而得到GPS/北斗定位的各種信息了。PZ-S1216F8-BDGPS/PZ-S1216F8-BDGPS/北斗模塊與開發板如何模塊、PZ-HC05PZ-S1216F8-BDGPS），直接將該模塊插上WIFI模塊接口處即可，其內部管腳連接關系如圖所示：RS2323TXDRXD，RXDTXD3PZ-S1216F8-BDGPS/北斗模塊，然后通過液晶顯示GPS/北斗信息，包括精度、緯度、高度、速度、用于定位的數、可見數、UTC時間等信息。另外通過K_UP按鍵，可以開啟或關閉NMEA數據的上傳（即輸出到串口1，方便開發調試）。我們打開本實驗工程，可以看到我們的工程APPusart3.c和gps.cusart3.h、gps.h。首先，我們來看usart3.c#include"stdio.h"#include"time.h"u8USART3_RX_BUF[USART3_MAX_RECV_LEN];//接收緩沖,最大u8USART3_TX_BUF[USART3_MAX_SEND_LEN];//發送緩沖,最大USART3_MAX_SEND_LENu16USART3_RX_STA=0;voidUSART3_Init(u32{GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStructure;RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB,ENABLE);//使能GPIOARCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3,ENABLE);//使能USART3//串口3對應引腳復用映射GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_11;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF;//復用功能GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz; //速度

GPIO_InitStructure.GPIO_OTypeGPIO_OType_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd=GPIO_PuPd_UP;//上拉//Usart3NVICNVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2優先級0NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority= NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd= 器//USART3USART_InitStructure.USART_BaudRate=bound;//串口波特率USART_InitStructure.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;//8USART_InitStructure.USART_StopBits=USART_StopBits_1;USART_InitStructure.USART_ParityUSART_Parity_No;/位 USART_InitStructure.USART_ModeUSART_Mode_Rx|USART_Mode_Tx;USART_Init(USART3,&USART_InitStructure);USART_ITConfig(USART3,USART_IT_RXNE,ENABLE);//斷USART_Cmd(USART3, }voidUSART3_IRQHandler(void{u8據{res=USART_ReceiveData(USART3);if((USART3_RX_STA&(1<<15))==0)//接收完的一批數據,還沒有被{if(USART3_RX_STA<USART3_MAX_RECV_LEN){ 7{} }{ 成}}}}voidusart3_printf(char*{u16i,j;i=strlen((constchar*)USART3_TX_BUF); {}}10ms下面我們來看下gps.c里面的代碼，如下：#include"gps.h"#include"led.h"#include"usart3.h"#include"stdio.h"#include"stdarg.h"#include"string.h"#include"math.h" ma_Pos(u8*buf,u8{{if(*buf=='*'||*buf<''||*buf>'z')return0XFF;//遇到'*'或者字符,則不存在第cx個逗號if(*buf==',')cx--}returnbuf-}u32NMEA_Pow(u8m,u8{u32result=1;returnresult;}//buf:數字intNMEA_Str2num(u8{u8u32ires=0,fres=0;u8mask=0;intwhile(1){elseif(*p>'9'||(*p<'0')) {}elseilen++;}if(mask&0X02)buf++;//去掉負號for(i=0;i<ilen;i++)//得到整數部分數據{ires+=NMEA_Pow(10,ilen-1-i)*(buf[i]-} for(i=0;i<flen;i++)//得到小數部分數據{fres+=NMEA_Pow(10,flen-1-i)*(buf[ilen+1+i]-}return}voidNMEA_GPGSV_ysis(nmea_msg*gpsx,u8{u8u8posx;p1=(u8*)strstr((constcharlen=p1[7]- {p1=(u8*)strstr((constchar*)p,"$GPGSV");{ 得到編elseif(posx!=0XFF)gpsx->s/得 仰elseif(posx!=0XFF)gpsx- else 得到信噪}}}voidNMEA_BDGSV_ysis(nmea_msg*gpsx,u8{u8u8posx;p1=(u8*)strstr((constcharlen=p1[7]- //得到可見北斗數{p1=(u8*)strstr((constchar*)p,"$BDGSV");{posx,&dx);//得到編號elseelseelseosx,&dx);//得到信噪比}}}voidNMEA_GNGGA_ysis(nmea_msg*gpsx,u8{u8posx;p1=(u8*)strstr((constchar 于定位的 }

if(posx!=0XFF)gpsx-voidNMEA_GNGSA_ysis(nmea_msg*gpsx,u8{u8posx;u8i;p1=(u8*)strstr((constchar

{elsebreak;}

//得到 //得到 //得到if(posx!=0XFF)gpsx-}voidNMEA_GNRMC_ysis(nmea_msg*gpsx,u8{u8posx;u32temp;floatrs;p1=(u8*)strstr((constchar*)buf,"$GNRMC");//"$GNRMC",&和GNRMC分開的情況,故只判斷GPRMC. { UTC時間,去掉ms} 度{ gpsx->latitude=gpsx->latitude*NMEA_Pow(10,5)+(rs*NMEA_Pow(10,5-}度

{ }

{ }}voidNMEA_GNVTG_ysis(nmea_msg*gpsx,u8{u8u8p1=(u8*)strstr((constchar

{gpsx- 擴大1000倍}}voidGPS_ysis(nmea_msg*gpsx,u8{NMEA_GPGSV_ysis(gpsx,buf);//GPGSV解析NMEA_BDGSV_ysis(gpsx,buf);//BDGSV解析NMEA_GNGGA_ysis(gpsx,buf);//GNGGA解析NMEA_GNGSA_ysis(gpsx,buf);//GPNSA解析NMEA_GNRMC_ysis(gpsx,buf);//GPNMC解析NMEA_GNVTG_ysis(gpsx,buf);//GPNTG解析} 配置代 u8{u8rval=0;while((USART3_RX_STA&0X8000)==0&&len<100)/{} { {elseif(USART3_RX_BUF[i]==0X84){}} }else returnrval;} u8S1216F8BD_Cfg_Prt(u8baud_id){ //配置波特率的ID //操作串口1 //保存到SRAM&FLASHcfg_prt->CS=cfg_prt->id^cfg_prt->com_port^cfg_prt-_prt- }u8S1216F8BD_Cfg_Tp(u32width){u32 cfg_tp->sos=0XA1A0;//cfgheader(小端模式)cfg_tp->id=0X65; //cfgtpidcfg_tp->Sub_ID=0X01;//數據區長度為20個字節.cfg_tp->width=temp;//脈沖寬度,uscfg_tp->Attributes=0X01;- return}Hz，最大不能大于50Hzu8S1216F8BD_Cfg_Rate(u8Frep){ //cfgheader(小端模式)cfg_rate- //cfgrateid //保存到SRAM&FLASH.//脈沖間隔 return}voidS1216F8BD_Send_Date(u8*dbuf,u16{ {}}外一部分則是S1216F8BDF8-BD協議控制部分。NMEA-0183協議解析部分，這里利用了一個簡單的數逗號方法來解析。我們NMEA-0183協議都是以類似$GPGSV的開頭，然后固定輸出格式，不論是否NMEA-0183協議的$GNGGA$GPGSA$GNGSV、$BDGSV、$GNRMC$GNVTG6gps.h3PPSS1216F8BD_Cfg_Prt寬度（1us~100ms）。的測量輸出頻率，最快可以達到20Hz的測量輸出頻率。S1216F8BD_Send_Date2，完成對GPS模塊的配置。最后我們打開main.c文件，里面的代碼如下：#include"system.h"#include"led.h"#include"key.h"#include"usart.h"#include"tftlcd.h"#include"gps.h"#include"usart3.h"#include"string.h"u8 nmea_msg align(4)u8dtbuf[50]; constu8*fixmode_tbl[4]={"Fail","Fail","2D3D"};//fix//顯示GPS{floattp; ",tp/=100000,gpsx.ewhemi);//得到經度字符串 ",tp/=100000,gpsx.nshemi);//得到緯度字符串sprintf((char