Як використовувати gps-модуль зі stm32f103c8 для отримання координат розташування

GPS розшифровується як система глобального позиціонування і використовується для виявлення широти та довготи будь-якого місця на Землі з точним часом UTC (координований за універсальним часом). Цей пристрій отримує координати від супутника щосекунди з часом та датою. GPS пропонує велику точність, а також забезпечує інші дані, крім координат положення.

Ми всі знаємо, що GPS є дуже корисним пристроєм і дуже часто використовується в мобільних телефонах та інших портативних пристроях для відстеження місцезнаходження. Він має дуже широкий спектр застосувань у будь-якій галузі - від виклику таксі у вас вдома для відстеження висоти літаків. Ось декілька корисних проектів, пов'язаних з GPS, які ми створили раніше:

• Система відстеження транспортних засобів
• GPS годинник
• Система оповіщення про виявлення аварій
• Підручник із взаємодії модуля GPS Raspberry Pi
• Модуль взаємодії GPS з мікроконтролером PIC

У цьому посібнику ми будемо взаємодіяти модуль GPS з мікроконтролером STM32F103C8, щоб знайти координати місцезнаходження та відобразити їх на РК-дисплеї 16x2.

Потрібні компоненти

• Мікроконтролер STM32F103C8
• Модуль GPS
• РК-дисплей 16x2
• Макет
• Підключення проводів

Модуль GPS

Це модуль GPS GY-NEO6MV2 XM37-1612. Цей GPS-модуль має чотири контактні + 5 В, GND, TXD і RXD. Він взаємодіє за допомогою послідовних виводів і може бути легко пов'язаний із послідовним портом STM32F103C8.

Модуль GPS надсилає дані у форматі NMEA (див. Знімок екрана нижче). Формат NMEA складається з декількох речень, у яких нам потрібне лише одне речення. Це речення починається з $ GPGGA і містить координати, час та іншу корисну інформацію. Цей GPGGA називається даними виправлення глобальної системи позиціонування. Дізнайтеся більше про читання даних GPS та їх рядків тут.

Нижче наведено один зразок $ GPGGA String разом з його описом:

$ GPGGA, 104534.000,7791.0381, N, 06727.4434, E, 1,08,0.9,510.4, M, 43.9, M,, * 47

$ GPGGA, HHMMSS.SSS, широта, N, довгота, E, FQ, NOS, HDP, висота, M, висота, M,, дані контрольної суми

Але тут, у цьому підручнику, ми використовуємо GPS-бібліотеку TinyGPSPlus, яка витягує всю необхідну інформацію з речення NMEA, і нам просто потрібно написати простий рядок коду, щоб отримати широту та довготу, що ми побачимо далі в підручнику.

Викріпіть з STM32F103C8

Порти послідовного зв'язку STM32F103C8 (BLUE PILL) USART показані на зображенні, що виводиться нижче. Це сині кольори, що мають (PA9-TX1, PA10- RX1, PA2-TX2, PA3- RX2, PB10-TX3, PB11- RX3). Він має три таких канали зв'язку.

Схема та з'єднання

Схема з'єднання між модулем GPS та STM32F103C8

Модуль GPS	STM32F103C8
RXD	PA9 (TX1)
TXD	PA10 (RX1)
+ 5В	+ 5В
GND	GND

З'єднання між РК-дисплеєм 16x2 та STM32F103C8

ЖК-номер	Назва PIN-коду РК-дисплея	Ім'я контакту STM32
1	Земля (Gnd)	Земля (G)
2	VCC	5 В
3	VEE	Пін з центру потенціометра
4	Вибір реєстру (RS)	PB11
5	Читання / запис (RW)	Земля (G)
6	Увімкнути (EN)	PB10
7	Біт даних 0 (DB0)	Відсутнє підключення (NC)
8	Біт даних 1 (DB1)	Відсутнє підключення (NC)
9	Біт даних 2 (DB2)	Відсутнє підключення (NC)
10	Біт даних 3 (DB3)	Відсутнє підключення (NC)
11	Біт даних 4 (DB4)	PB0
12	Біт даних 5 (DB5)	PB1
13	Біт даних 6 (DB6)	ПК13
14	Біт даних 7 (DB7)	ПК14
15	Позитивний світлодіод	5 В
16	Світлодіод негативний	Земля (G)

Вся установка буде виглядати нижче:

Програмування STM32F103C8 для взаємодії модуля GPS

Повна програма пошуку місцезнаходження за допомогою модуля GPS за допомогою STM32 подана в кінці цього проекту. STM32F103C8 можна запрограмувати за допомогою Arduino IDE, просто підключивши його до ПК через порт USB. Обов’язково видаліть шпильки TX і RX під час завантаження коду та під’єднайте його після завантаження.

Щоб підключити GPS до STM32, спочатку ми повинні завантажити бібліотеку за посиланням GitHub TinyGPSPlus. Після завантаження бібліотеки її можна включити в IDE Arduino за допомогою Sketch -> Include Library -> Add.zip Library. Цю ж бібліотеку можна використовувати для взаємодії GPS з Arduino.

Отже, спочатку включіть необхідні файли бібліотеки та визначте шпильки для РК-дисплею 16x2:

#включати #включати const int rs = PB11, en = PB10, d4 = PB0, d5 = PB1, d6 = PC13, d7 = PC14; Рідинний кристал LiquidCrystal (rs, en, d4, d5, d6, d7);

Потім створіть об’єкт з іменем gps класу TinyGPSPlus.

GPS TinyGPSPlus;

Потім у налаштуванні порожнечі розпочніть послідовний зв’язок з модулем GPS за допомогою Serial1.begin (9600). Serial1 використовується як порт Serial 1 (Pins-PA9, PA10) STM32F103C8.

Serial1.begin (9600);

Потім на деякий час відображати привітальне повідомлення.

lcd.begin (16,2); lcd.print ("Circuit Digest"); lcd.setCursor (0,1); lcd.print ("STM32 з GPS"); затримка (4000); lcd.clear ();

Далі у циклі void () ми отримуємо широту та довготу від GPS, перевіряємо, чи є дані достовірними чи ні, і відображаємо інформацію на послідовному моніторі та РК-дисплеї.

Перевірка, чи є доступними дані про місцезнаходження чи ні

loc_valid = gps.location.isValid ();

Отримує дані широти

lat_val = gps.location.lat ();

Отримує дані довготи

lng_val = gps.location.lng ();

Якщо отримані недійсні дані, на послідовному моніторі відображається "*****", а на РК-дисплеї відображається "очікування".

if (! loc_valid) { lcd.print ("Очікування"); Serial.print ("Широта:"); Serial.println ("*****"); Serial.print ("Довгота:"); Serial.println ("*****"); затримка (4000); lcd.clear (); }

У разі отримання дійсних даних широта та довгота відображаються на послідовному моніторі, а також на РК-дисплеї.

lcd.clear (); Serial.println ("GPS READING:"); Serial.print ("Широта:"); Serial.println (lat_val, 6); lcd.setCursor (0,0); lcd.print ("LAT:"); lcd.print (lat_val, 6); Serial.print ("Довгота:"); Serial.println (lng_val, 6); lcd.setCursor (0,1); lcd.print ("LONG:"); lcd.print (lng_val, 6); затримка (4000);

Наступна функція забезпечує затримку зчитування даних. Він продовжує шукати дані на послідовному порту.

статична порожнеча GPSDelay (непідписана довга мс) { непідписана довгий старт = міліс (); do { while (Serial1.available ()) gps.encode (Serial1.read ()); } while (millis () - старт <мс); }

Пошук широти та довготи за допомогою GPS та STM32

Після побудови налаштування та завантаження коду переконайтеся, що GPS-модуль розміщений на відкритому майданчику для швидкого прийому сигналу. Іноді для отримання сигналу потрібно кілька хвилин, тому почекайте деякий час. Світлодіод почне блимати в модулі GPS, коли почне приймати сигнал, а координати розташування відображатимуться на РК-дисплеї.

Ви можете перевірити широту та довготу місцезнаходження за допомогою карт Google. Просто перейдіть до карт Google із увімкненим GPS і натисніть синю крапку. На ній буде вказана адреса з широтою та довготою, як показано на малюнку нижче

Повний код і демонстраційне відео наводиться нижче.