安裝u-blox6GPSReceiver驅(qū) NMEA 配置DMA串 BH-NEO-6M是秉火設(shè)計的高性能、低功耗GPS定位模塊。它采用u-blox公司的NEO-6M模組方案，可以通過串口及USB接口向單片機系統(tǒng)和電腦輸出GPS，使用簡單方便，其外觀見圖1-1。1-1BH-NEO-6MGPS冷啟動：27s(TTL3.3/5V電平標類型為MiniUSB1-2GPS通過互聯(lián)網(wǎng)星歷及GPS時間數(shù)據(jù)，輔助快速捕獲(模塊本身并不12312345時間脈沖信號線，模塊接收到GPSBH-NEO-6MGPS定位模塊性能穩(wěn)定、器件接口布局美觀、方便使用，其資源描述見1-3。1-3BH-NEO-6MGPSAxial12EEPROM本模塊使用的EEPROM型號為AT24C32，它用于記錄GPS模塊的配置參數(shù)，每次掉電重啟后，GPS模組會從EEPROM中加載配置信息。3本模塊可通過USB接口與電腦通訊，向電腦輸出GPS信息，在電腦上4XH414法拉電容，參數(shù)為：3.3V0.07F。它的功能和鋰電池一樣，在主電動時能快速搜索到，一般可持續(xù)供電1小時5GPS模塊時使用6脈沖信號指示燈會默認以1Hz的頻率閃爍，該信號頻率可以調(diào)節(jié)。78沖信號引腳，具體說明見表1-31-2。1-4BH-NEO-6MGPS模塊及其配套的有源天線表1-5BH-NEO-6M配套有源天線參數(shù)FilterInsertionEx-band2.7-5VCurrentRG17496RadomeMounting-40℃~RelativeUpto10to55Hzwith1.5mmamplitudeEnvironmentally2-1PDF文檔，也

使用電腦來測試BH-NEO-6M模塊非常方便，為此，我們首先要準備好軟件環(huán)境。主要是安裝好u-blox6GPSReceiver驅(qū)動(USB轉(zhuǎn)串口驅(qū)動)及秉火GSM串口調(diào)試助手。測試模塊時需要先在電腦上安裝u-blox6GPSReceiver驅(qū)動，然后使用秉火多功能調(diào)安裝u-blox6GPSReceiver電腦能直接用USB線與模塊通訊，但在使用前，需要給電腦安裝相應(yīng)的驅(qū)動。USBu-blox_GPS_Receiver_drv.zip壓縮包驅(qū)動安裝包，解壓后雙擊u-blox_GPS_Receiver_drv_1206.exe.exe文件即可安裝。MicroUSBBH-NEO-6M模塊，模塊獲得電源后，它的紅色時間脈沖指示燈會亮起來，此時在電腦設(shè)備管理器界面的COM設(shè)備中會看到u-blox6GPSReceiver設(shè)備，見圖4-1，圖中的設(shè)備指示使用的串是COM9，在后面的串口調(diào)試助手中，我們根據(jù)這里提示來選擇對應(yīng)的串。為了方便用戶調(diào)試及使用BH-NEO-6M模塊，秉火提供了多功能調(diào)試助手軟件。配合行，得到時間、、海拔等數(shù)據(jù)，并根據(jù)得的結(jié)果在地圖上標注實時位置，使應(yīng)用GPS模塊變得更為簡單直觀。Windows系統(tǒng)組件.NetFramework4.0。軟件中使用的地圖需要聯(lián)網(wǎng)使用，在沒有網(wǎng)絡(luò)的情況下，軟件中的地圖部分會加載異常。軟件正常運行界面見圖4-2。4-2秉火多功能調(diào)試助手(GPS界面GPSBH-NEO-6MUSB4-3，該軟件即可檢測到新的COM口(若沒有檢測到COM口，請檢查u-blox6GPSReceiver驅(qū)動程序是否正確安裝)，選擇BH-NEO-6M模塊所用的COM口，及默認波特率9600，然后點擊“打開串口”按鈕，即可接收到GPS模塊傳回的信息，見圖4-4。除了實時由GPS模塊傳回的信息，本軟件還支持對GPS日志文件。GPS日GPSGPS模塊接收到這些信息后，TXTGPS日志文件，方便以后使用。在使用日志文件時，點擊控制面板中的“GPS日志文件”加載該文件即可，在秉火多功能調(diào)試助手軟件中提供了一個GPS日志文件“gpslog.txt”，用戶可以使用它來測試軟件的功能，加載該文件后，軟件會輸出GPS結(jié)果并在地圖上標注日志中記錄的位置，見圖4-5。圖4-5GPS日志文在調(diào)試助手軟件上打開BH-NEO-6M對應(yīng)的串口，它的數(shù)據(jù)輸出窗口會輸出GPS的原始數(shù)據(jù)(下一小節(jié)將解析這些數(shù)據(jù)格式)。輸出的數(shù)據(jù)一般會出現(xiàn)兩種情況，見圖4-6。GPS數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)間有很多連續(xù)的“逗號”，而下圖中逗號與逗號之間一般是有數(shù)字的，它們分別對應(yīng)了GPS信號差與GPS信號良好的狀況。GPS模塊的位置，一般在室內(nèi)GPS信號會比較差，可到室外空曠的地方測試(如樓頂、陽臺、窗邊)，如果使用了有源天線，則應(yīng)檢查一下有源天線是否接觸不良，并把天線置于室外。另外，秉火多功能調(diào)試助手加載的地圖是需要在聯(lián)網(wǎng)的時候才能正常使用的，所以在室外無網(wǎng)絡(luò)的地方，測試GPS時可把GPS數(shù)據(jù)以文件格式保存起來，在聯(lián)網(wǎng)的情況下再加載GPS日志文件進行。實際上，當(dāng)調(diào)試助手的信息窗口顯示接收到連續(xù)的以$GPXXX開頭的數(shù)據(jù)時，已經(jīng)說明GPS模塊正常了，當(dāng)然，軟件在地圖上標注出當(dāng)前地點才是我們追求的目標！BH-NEO-6MUSBGPSNMEA是國家海洋電子（NationalMarineElectronicsAssociation）為海用電子設(shè)備制定的標準格式，目前已經(jīng)成為了GPS導(dǎo)航設(shè)備統(tǒng)一的RTCM標準協(xié)議，NMEA3.0協(xié)議還擴展了北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的版本。EA0183是一套定義輸出的標準信息，有幾種不同的格式，每種都是獨CI30100擇輸出，最常用的格式為GA"，它包含了定位時間，緯度，經(jīng)度，高度，定位所用的衛(wèi)星數(shù)，P，A成為所有的S。NMEA-0183 算，得到校驗和后，再轉(zhuǎn)換16進制格式的ASCII字符。） GPS固定數(shù)據(jù)輸出語句(Globalpositioningsystemfixdata)。 緯度半球，N或S（北緯或南緯 <10>高度單位，M<11>大地橢球面相對海平面的高度（-999.9<12>高度單位，M<13>差分GPS數(shù)據(jù)期限（RTCMSC-104），最后設(shè)立RTCM<15>GPS精度指針及使用(GNSSDOPandActiveSalites)。 第1信道正在使用的PRN碼編號（PseudoRandomNoise，偽隨機噪聲碼 第2信道正在使用的PRN碼編 第3信道正在使用的PRN碼編 第4信道正在使用的PRN碼編 第5信道正在使用的PRN碼編 第6信道正在使用的PRN碼編 第7信道正在使用的PRN碼編<10>第8信道正在使用的PRN碼編<11>第9信道正在使用的PRN碼編<12>第10信道正在使用的PRN碼編<13>第11信道正在使用的PRN碼編<14>第12信道正在使用的PRN碼編<15>PDOP綜合位置精度因子（0.5<16>HDOP水平精度因子（0.5<17>VDOP垂度因子（0.5-<18> 總的GSV 當(dāng)前GSV 推薦最小數(shù)據(jù)量的GPS信息( mendedMinimumSpecificGPS/TRANSITData)。 緯度半球N（北半球）或S（南半球 經(jīng)度半球E（東經(jīng)）或W（西經(jīng) <10>MagneticVariation，磁偏角（000.0~180.0<11>Declination，磁偏角方向，E（東）W（西<12>ModeIndicator，模式指示（NMEA01833.00版本輸出，A=自主定位，D=<13>地面速度信息(CourseovergroundandGroundspeed) <10>定位地理信息(Latitudeandlongitude,withtimeofpositionfixand 當(dāng)前時間信息：(Timeand 了解了NMEA格式有之后，我們就可以編寫相應(yīng)的程序了，而程序員Tim )提供了一個非常完善的NMEA庫，在以下可以到：，直接使用該庫，可以避免重復(fù)發(fā)明的工作。在秉火提供的GPS模塊資料的“NMEA0183庫源碼”文件夾中也包含了該庫的源碼，秉火提供的STM32程序就是使用該庫來NMEA語句的。該庫目前為0.5.3版本，它使用純C語言編寫，支持windows、winCE、UNIXGPGGA，GPGSA,GPGSV,GPRMC,GPVTG這五種語句(這五種語句已經(jīng)提供足夠多的GPS信息)，解析得的GPS數(shù)據(jù)信息以結(jié)構(gòu)體，附加了地理學(xué)相關(guān)功能，可支持導(dǎo)航等數(shù)據(jù)工作，除了解析NMEA語句，它還可以根據(jù)隨機數(shù)產(chǎn)生NMEABH-NEO-6MTTL電平的串口通訊標準，非常方便使用單片機系統(tǒng)來控制。本小節(jié)以秉火STM32開發(fā)板為例子說明如何使用STM32來控制BH-NEO-6M模塊。BH-NEO-6M模塊通訊，與模塊連接時，只要通過模塊引出的串口串口BH-NEO-6M模塊配套有適用STM32-ISO及STM32-MINI開發(fā)板的源碼，用戶ISOMINISTM32USART2BH-NEO-6M模塊的，連接引腳說明見表6-2、圖6-2及圖6-3。GPSGPSGPS注意：STM32-ISOPA3/USART2_RXPA2/USART2_TX引腳與開發(fā)1R1OUT2 連接引腳說明見表6-2及圖6-4。使用時根據(jù)該表與開發(fā)板引出的相應(yīng)排針連接即可。GPSGPSGPS解壓秉火B(yǎng)H-ATGM332D資料后，在如下路徑可以找到配套各個開發(fā)板的例程：ATGM332D\2-開發(fā)板配套例程\。各個開發(fā)板配套例程的功能和定位模塊的驅(qū)動是基本一致的，只是不同平臺使用的引腳、液晶顯示部分稍有不同，根據(jù)自己使用的開發(fā)板，對應(yīng)的程序即可，各平臺下配套的代碼見圖6-5及表6-5?？▋?nèi)的GPS日志文件進行，并把結(jié)果通過usart1輸出到電腦的串口不需要GPS模塊，把程序下的gpslog.txt文件到SD卡的根，并SD卡接入開發(fā)板，然后在電腦端使用串口調(diào)試助手(115200-N-8-1)可接收開使用STM32開發(fā)板通過GPSusart接口接收GPS模塊輸出的NMEA信息，并把結(jié)usart1輸出到電腦說明接入STM32開發(fā)板。然后使用串口調(diào)試助手可接收(115200-N-8-1)可接收開發(fā)板返回的GPS結(jié)果，在信號良好的情況下，會輸出準確的時間、等使用STM32開發(fā)板通過GPSusart接口接收GPS模塊輸出的NMEA信息，把結(jié)果屏?xí)敵鰷蚀_的時間、等信息。本程序?qū)Π遄由蟂D卡的gpslog.txt文件進行(請確保卡內(nèi)有該文件)，實驗時把USB線接入開發(fā)板的USBTOUART接口可接收開發(fā)板對GPS日志的信息，見圖6-6， 助手會顯示出STM32后的實時，見圖6-7。載的液晶屏?xí)@示出實時的，見圖6-8。在本小節(jié)中分析如何使用NMEA庫GPS數(shù)據(jù)信息，秉火提供的GPS_Decode_SDCardGPS_Decode_USARTGPS數(shù)據(jù)信息的來源，前者從SD卡文件中獲取，后者從GPS通過串口模塊獲取，而它們獲取信息后的過程從板載SD卡的gpslog.txt文件加載GPS數(shù)據(jù)信息，使用NMEA庫，并把結(jié)果通過usart1輸出。nmealib/generatenmealib/gmathnmealib/parsenmealib/parsernmealib/sentencenmealib/timenmealib/tok代碼7-1GPS_Decode_SDCardmain文1#include2#include3#include4#include56externvoidnmea_decode_test(void);8*@brief*@param*@retvalint{/*LED端口初始化 printf("\r\nGPS模塊測試例程\r\n");printf("gps_config.hGPS_LOG_FILEr\n"); /*GPS測試 while36main函數(shù)先是用USART_Config初始化了調(diào)試串口，便于輸出GPS結(jié)果，使用GPS_ConfigGPSnmea_decode_test，它完成了整個流程，nmea_decode_test函數(shù)內(nèi)容見代碼7-2。代碼7-2nmea_decode_test函156

9 GPSLOG11FATFS12FIL13FRESULT14UINTbr,bw; /*FileR/Wcount*/16*@briefnmea_decode_testGPS文件信*@param*@retvalvoid{ nmeaINFO nmeaPARSER nmeaTIME //時 char /*盤符 res=f_mount(&fs,"0:",1); if(res!=FR_OK) while /*GPS res=f_open(&log_file,"0:gpslog.txt",FA_OPEN_EXISTING|FA_READ);if(!(res==FR_OK)) return /*設(shè)置用于輸出調(diào)試信息的函數(shù)nmea_property()->info_func=&gps_info; /*GPS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) while{ f_read(&log_file,&buff[0],100,/*進行nmea格式nmea_parse(&parser,&buff[0],br,&info);/*對后的時間進行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成時間/*輸出得到的信息 ,//info.latlon中的格式為deg_lat=deg_lon=nmea_ndeg2degree(info.lon);printf("\r\n海拔高度：%f米printf("\r\n速度：%fkm/hprintf("\r\n航向：%f度info.direction); /*GPS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)/*關(guān)閉文件103 nmea_decode_test.c文件的主體使用了“#if…#else…#endif”語句把代碼分成了兩部分，通過gps_config.h頭文件中的宏“GPS_LOG_FILE”來區(qū)分使用哪一部分代碼，當(dāng)定義了該宏時，nmea_decode_test函數(shù)對SD卡內(nèi)的日志文件進行，若注釋了該宏的定義，則nmea_decode_test函數(shù)對串口接收到的GPS實時，本資料提供的三個工程都支持使用這個宏切換工作方式，默認情況下GPS_Decode_SDCard工程定義了該宏，其余兩個60while循環(huán)是本函數(shù)中最最重要的結(jié)構(gòu)，每次循環(huán)開始前檢查是否已到文件尾，沒到文件尾即調(diào)用f_read函數(shù)GPS日志文件的內(nèi)容，緊接著調(diào)用NMEA庫函數(shù)nmea_parse進行，的結(jié)果存放在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)變量info中，由于結(jié)果得到的時間信息是時間，所以在輸出結(jié)果前，調(diào)用了GMTconvert函數(shù)把它轉(zhuǎn)化里不再分析，有的讀者可以自行閱讀其源碼。75-80nmea_ndeg2degreeinfo.latinfo.lon參數(shù)轉(zhuǎn)化到了deg_lat和deg_lon變量中。info.lat及info.lon的就是緯度、經(jīng)度信息，但它們的單位是[degree][min].[sec/60]格式，即NMEA語句后的原始ddmm.mmmm表示的數(shù)結(jié)構(gòu)體nmeaPARSER和代碼7-2的第65行中，在調(diào)用nmea_parse函數(shù)時，輸入了四個參數(shù)，其說明見表7-1。parserinfonmeaPARSERnmeaINFOtypedefstruct_nmeaPARSERvoidvoidunsignedcharintint7}可以看到，nmeaPARSER是一個鏈表，在時，NMEA庫會把輸入的GPS原始數(shù)據(jù)壓入到nmeaPARSER結(jié)構(gòu)的鏈表中，便于對數(shù)據(jù)管理及。在使用該結(jié)構(gòu)前，需要調(diào)用了nmea_parser_init函數(shù)分配動態(tài)空間，而結(jié)束時，調(diào)用了nmea_parser_destroy函數(shù)釋放分配的空間，見代碼7-3的第58和99行。NMEA庫良好的封裝特性使我們無需關(guān)注更深入的內(nèi)部實現(xiàn)，只需要再了解一下nmeaINFO數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)即可，所有GPS得到的結(jié)果都在這個結(jié)構(gòu)中，其結(jié)構(gòu)體定義見代碼7-4。代碼7-4nmeaINFO結(jié)構(gòu)體定1*SummaryGPSinformationfromallparsed*usedalsoforgeneratingNMEA*@see*@seenmea_GPGGA2info,typedefstruct_nmeaINFO /**<Maskspecifyingtypesoffromwhichdatahavebeenobtained*/ nmeaTIMEutc; /**<UTCofposition*/ /**<GPSqualityindicator(0=1=Fix;2=Differential,3=Sensitive) /**<Operatingmode,usedfor(1=Fixnotavailable;2=2D;3=3D)double /**<PositionDilutionOfPrecisiondouble /**<HorizontalDilutionOfPrecisiondoubleVDOP; /**<VerticalDilutionOfPrecision*/double /**<LatitudeinNDEG-+/-[degree][min].[sec/60]doublelon;/**<LongitudeinNDEG-+/-[degree][min].[sec/60]double /**<Antennaabove/belowmeansealevel(geoid)inmetersdouble /**數(shù)值對地速度，單位為節(jié)double /**<Speedoverthegroundinkilometers/hourdoubledirection;/**<TrackangleindegreesTruedoubledeclination;/**<Magneticvariation(Easterlyvar.subtractsfromtruecourse) /**字符定位模式標志(A自主模式D差分模式E估算模式N數(shù)據(jù)無效nmeaSATINFOsatinfo;/**< litesinformationnmeaSATINFOBDsatinfo;/**北斗 intchar38} 7-2nmeaINFO接收到的GPS 度][分].[秒/60]度][分].[秒/60]，，由于NMEA庫在進行時需要動態(tài)分配較大的空間，所以我們需要在STM32的啟動文件startup_stm32f10x_hd.s文件中對堆?？臻g進行修改，本工程中設(shè)置的?？臻g大小設(shè)置為0x ，堆空間大小設(shè)置為0x00001000，見代碼7-5。;Amountofmemory(inbytes)allocatedfor;Tailorthisvaluetoyourapplication;<h>Stack <o>StackSize(inBytes)<0x0-;6 STACK,NOINIT,READWRITE, 13;<h>Heap14 <o>HeapSize(inBytes)<0x0-15;17Heap_Size HEAP,NOINIT,READWRITE, GPS_Decode_USARTUSARTGPS模塊輸出的原GPS數(shù)據(jù)，因此需要協(xié)調(diào)好接收數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的關(guān)系，秉火例程使用DMA串口緩沖區(qū)方案，解決了nmealib/generatenmealib/gmathnmealib/parsenmealib/parsernmealib/sentencenmealib/timenmealib/tok7.2.2DMA先來閱讀GPS_Decode_USART例程的main文件，見代碼7-6，它與GPS_Decode_SDCard23GPS_Config函數(shù)，它對與定位模塊連接的USART串口進行初始化，以便于接收GPS模塊的信息。代碼7-6GPS_Decode_USART例程main文1#include2#include3#include4#include56externvoidnmea_decode_test(void);8*@brief*@param*@retvalint{/*LED端口初始化 printf("\r\nGPS模塊測試例程/*GPS測試while}初始了串口及串口配套的DMA模式。代碼7-7GPS_Config函1*@briefGPS_Configgps*@param*@retvalvoid{11GPS_USART_INITstm32USART串口外設(shè)作9600，其它跟普通串口配置無異。本例程重點在串口DMA的配置，GPS_DMA_Config函數(shù)定義見代碼7-8。代碼7-8GPS_DMA_Config函1#define #define GPS_DR_Base//GPS#define #define 67#define #define #define #define /*外設(shè)標志#define #define #define #define #define #define /*中斷函數(shù) #defineGPS_DMA_IRQHANDLER 24*@briefGPS_DMA_Configgpsdma*@param*@retvalstaticvoid{DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr=GPS_DATA_ADDR;DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr=(u32)gps_rbuff;DMA_InitStructure.DMA_DIR=DMA_DIR_PeripheralSRC;DMA_InitStructure.DMA_BufferSize=GPS_RBUFF_SIZE;DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc=DMA_PeripheralInc_Disable;DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc=DMA_MemoryInc_Enable;DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize=DMA_PeripheralDataSize_Byte;/*內(nèi)存數(shù)據(jù)單位DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize=DMA_MemoryDataSize_Byte;DMA_InitStructure.DMA_Mode=DMA_Mode_Circular; DMA_InitStructure.DMA_Priority=DMA_Priority_Medium;/*內(nèi)存到內(nèi)存的傳輸DMA_InitStructure.DMA_M2M=DMA_M2M_Disable;DMA_Cmd/*配置串口向DMATX請求81本函數(shù)中使用到比較多的宏，部分定義見錯誤!未找到源。。GPS_DMA_Config函數(shù)主要工作如下：設(shè)置了外設(shè)地址為USART的數(shù)據(jù)寄存器，并把數(shù)據(jù)傳輸方向設(shè)置為從USARTgps_rbuff512字節(jié)。最關(guān)鍵74DMA半傳輸結(jié)束中斷及全傳輸結(jié)束中斷，所以它實際把緩沖A/BDMA接收了半個緩沖區(qū)大小的數(shù)據(jù)時(本程序為256字節(jié))，就會引起中斷。得益于這個機制，可以設(shè)計程序當(dāng)DMA使用緩沖區(qū)A數(shù)據(jù)時，控制CPU使用B中的數(shù)據(jù)進行GPS，當(dāng)DMA使用B時，控制CPU使用A進行，只要緩沖當(dāng)DMA的半傳輸中斷或全傳輸中斷產(chǎn)生時，進入的中斷服務(wù)函數(shù)調(diào)用了1*@briefGPS_ProcessDMAIRQGPSDMA*@param*@retvalvoid{8if(DMA_GetITStatus(GPS_DMA_IT_HT /*DMA半傳輸完成GPS_HalfTransferEnd elseifDMA_GetITStatus(GPS_DMA_IT_TC*DMA傳輸完成GPS_TransferEnd 17GPS_HalfTransferEnd和GPS_TransferEnd標志位進行標記，在流程中根據(jù)這兩個標志使用不同的緩沖區(qū)進行處理，處理過程見代碼7-10。代碼7-10nmea_decode_test函5

13*@briefnmea_decode_testGPS模塊信*@param*@retvalint{nmeaINFO nmeaPARSER uint8_t nmeaT