Модуль взаємодії gps з мікроконтролером pic

GPS є короткою формою системи глобального позиціонування. Це система, яка забезпечує точну висоту, широту, довготу, час UTC та багато іншого, що береться з 2, 3, 4 або більше супутника. Для зчитування даних з GPS нам потрібен мікроконтролер, і ми вже зв’язали GPS з Arduino та Raspberry Pi.

Ми вибрали GPS-модуль G7020, який виготовлений U-blox. Ми отримаємо довготу та широту певної позиції із супутника та відобразимо їх на РК-дисплеї розміром 16x2. Отже, тут ми взаємодіємо GPS з мікроконтролером PIC16F877A за допомогою мікрочіпу.

Необхідні компоненти:

1. Pic16F877A - пакет PDIP40
2. Хлібна дошка
3. Пікіт-3
4. Адаптер 5 В
5. РК-дисплей JHD162A
6. GPS-модуль uBLOX-G7020
7. Провід для підключення периферії.
8. 4.7k резистори
9. 10к горщик
10. Кристал 20 мГц
11. 2 шт. Керамічні конденсатори 33pF

Електрична схема та пояснення: -

РК-дисплей розміром 16x2 підключений через мікроконтролер PIC16F877A, в якому RB0, RB1, RB2 підключені відповідно до виводу РК, який є RS, R / W та E., D6, D7. РК-дисплей підключається в 4-бітному режимі або режимі гризти. Дізнайтеся більше про взаємодію РК з мікроконтролером PIC.

Кристалічний генератор 20 МГц з двома керамічними конденсаторами 33pF, підключеними через штифт OSC1 та OSC2. Він забезпечить мікроконтролеру постійну тактову частоту 20 МГц.

GPS-модуль uBlox-G7020, приймає та передає дані за допомогою UART. PIC16F877A складається з одного драйвера USART всередині мікросхеми, ми будемо отримувати дані від GPS-модуля USART, тому буде здійснено перехресне з'єднання від мікроконтролера Rx pin до PIN-коду Tx GPS та PIN-коду прийому USART, з'єднаного через Transmit-штифт GPS.

UBlox-G7020 має кольоровий код для штифтів. Позитивний або 5-контактний штифт має червоний колір, негативний або GND - чорний, а передавальний - синій.

Я все це пов’язав у макет.

Отримання даних про місцезнаходження з GPS:

Давайте подивимося, як взаємодіяти GPS за допомогою USART, і побачимо результат на РК-дисплеї 16x2 символів.

Модуль передаватиме дані в декількох рядках зі швидкістю передачі 9600 бод. Якщо ми використовуємо термінал UART зі швидкістю 9600 бод, ми побачимо дані, отримані GPS.

Модуль GPS надсилає дані про положення відстеження в реальному часі у форматі NMEA (див. Знімок екрана вище). Формат NMEA складається з декількох речень, у яких нижче наводяться чотири важливі речення. Детальніше про речення NMEA та його формат даних можна знайти тут.

• $ GPGGA: дані виправлення глобальної системи позиціонування
• $ GPGSV: супутники GPS на увазі
• $ GPGSA: GPS DOP та активні супутники
• $ GPRMC: Рекомендовані мінімальні конкретні дані GPS / Транзиту

Дізнайтеся більше про дані GPS та рядки NMEA тут.

Це дані, отримані GPS при підключенні зі швидкістю передачі 9600 бод.

$ GPRMC, 141848,00, A, 2237,63306, N, 08820,86316, E, 0,553,, 100418,,, A * 73 $ GPVTG,, T,, M, 0,553, N, 1,024, K, A * 27 $ GPGGA, 141848,00, 2237,63306, N, 08820,86316, E, 1,03,2.56,1.9, M, -54,2, M,, * 74 $ GPGSA, A, 2,06,02,05,,,,,,,,,, 2,75, 2,56,1,00 * 02 $ GPGSV, 1,1,04,02,59,316,30,05,43,188,25,06,44,022,23,25,03,324, * 76 $ GPGLL, 2237,63306, N, 08820,86316, E, 141848,00, A, A * 65

Коли ми використовуємо модуль GPS для відстеження будь-якого місця, нам потрібні лише координати, і ми можемо знайти це в рядку $ GPGGA. Тільки рядок $ GPGGA (Global Positioning System Fix Data) в основному використовується в програмах, а інші рядки ігноруються.

$ GPGGA, 141848,00, 2237,63306, N, 08820,86316, E, 1,03,2,56,1,9, M, -54,2, M,, * 74

Що означає цей рядок?

Значення цього рядка:

1. Рядок завжди починається зі знака "$"

2. GPGGA розшифровується як дані про виправлення глобальної системи позиціонування

3. “,” Кома вказує на поділ між двома значеннями

4. 141848.00: GMT час як 14 (год.): 18 (хв.): 48 (сек.): 00 (мс)

5. 2237.63306, N: Широта 22 (градус) 37 (хвилини) 63306 (сек) Північ

6. 08820.86316, E: Довгота 088 (градус) 20 (хвилини) 86316 (сек) схід

7. 1: Виправити кількість 0 = недійсні дані, 1 = дійсні дані, 2 = виправлення DGPS

8. 03: Кількість супутників, які зараз переглядаються.

9. 1.0: HDOP

10. 2,56, М: Висота над рівнем моря (Висота над рівнем моря в метрах)

11. 1.9, М: Висота геоїдів

12. * 74: контрольна сума

Отже, нам потрібні №5 та №6 для збору інформації про розташування модуля або про те, де він знаходиться.

Кроки до взаємодії GPS з мікроконтролером PIC: -

1. Встановіть конфігурації мікроконтролера, які включають конфігурацію осцилятора.
2. Встановіть бажаний порт для РК-дисплея, включаючи реєстр TRIS.
3. Підключіть модуль GPS до мікроконтролера за допомогою USART.
4. Ініціалізуйте систему USART у режимі безперервного прийому, зі швидкістю передачі даних 9600 бодів та РК-дисплеєм у 4-бітному режимі.
5. Візьміть два масиви символів залежно від довжини широти та довготи.
6. Отримуйте по одному символьному біту за раз і переконайтеся, що він починається з $ чи ні.
7. Якщо $ Receive, то це рядок, нам потрібно перевірити GPGGA, ці 5 літер і кому.
8. Якщо це GPGGA, тоді ми будемо пропускати час і шукатимемо широту та довготу. Ми будемо зберігати широту та довготу у двома символьними масивами, поки N (північ) та E (схід) не будуть отримані.
9. Ми надрукуємо масив на РК-дисплеї.
10. Очистити масив.

Пояснення коду:

Давайте розглянемо код рядка за рядком. Перші кілька рядків стосуються налаштування бітів конфігурації, про що було пояснено в попередньому підручнику, тому наразі я їх пропускаю. Повний код наведено в кінці цього підручника.

Ці п’ять рядків використовуються для включення файлів заголовків бібліотеки, lcd.h та eusart.h - для LCD та USART відповідно. А xc.h - це файл заголовка мікроконтролера.

#включати #включати #включати #include "supporing_cfile \ lcd.h" #include "supporing_cfile \ eusart1.h"

У функції void main () - system_init () ; функція використовується для ініціалізації РК та USART.

Порожня основна (порожня) { TRISB = 0x00; // Встановлення як вихідного system_init ();

Lcd_init (); та EUSART_Intialize (); викликається з двох бібліотек lcd.h та eusart.h

void system_init (void) { lcd_init (); // Це ініціалізує lcd EUSART1_Initialize (); // Це ініціює Eusart }

У той час як цикл ми порушуємо рядок GPGGA, щоб отримати довгота і широта координат. Ми отримуємо по одному біту за раз і порівнюємо його з окремими символами, присутніми в рядку GPGGA.

Ми порушуємо отримані коди: -

incomer_data = EUSART1_Read (); // Перевірте рядок '$ GPGGA,' / * ------------------------------ Покроковий пошук лінії GPGGA- --------------------------- * / if (incomer_data == '$') {// Перший оператор даних GPS починається з $ sign incomer_data = EUSART1_Read (); // Якщо перший if стає істинним, то наступний етап if (incomer_data == 'G') { incomer_data = EUSART1_Read (); якщо (incomer_data == 'P'); { incomer_data = EUSART1_Read (); якщо (incomer_data == 'G'); { incomer_data = EUSART1_Read (); якщо (incomer_data == 'G') { incomer_data = EUSART1_Read (); якщо (incomer_data == 'A') { incomer_data = EUSART1_Read (); if (incomer_data == ',') {// перший, отриманий incomer_data = EUSART1_Read (); // На цьому етапі завершено остаточну реєстрацію, знайдено GPGGA.

Використовуючи цей код, ми пропускаємо час UTC.

while (incomer_data! = ',') {// пропуск часу GMT GMT incomer_data = EUSART1_Read (); }

Цей код призначений для зберігання даних широти та довготи в масиві символів.

incomer_data = EUSART1_Read (); широта = incomer_data; while (incomer_data! = ',') { for (array_count = 1; incomer_data! = 'N'; array_count ++) { incomer_data = EUSART1_Read (); широта = incomer_data; // Зберігаємо дані Latitude } incomer_data = EUSART1_Read (); if (incomer_data == ',') { for (array_count = 0; incomer_data! = 'E'; array_count ++) { incomer_data = EUSART1_Read (); довгота = incomer_data; // Зберігаємо дані довготи } }

І нарешті, ми надрукували довготу та широту на РК-дисплеї.

array_count = 0; lcd_com (0x80); // Рядок РК-ряд, вибір (array_count <12) {// Масив даних Latitude складає 11-значні дані lcd_data (широта); // Друк даних Latitude array_count ++; } array_count = 0; lcd_com (0xC0); // Вибір другого рядка РК при (array_count <13) {// Масив даних довготи - це 12-значні дані lcd_data (довгота); // Друк масиву даних масиву_count ++; }

Ось як ми можемо з'єднати модуль GPS з мікроконтролером PIC, щоб отримати широту та довготу поточного місцезнаходження.

Повні файли коду та заголовків наведені нижче.