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1、AN1303 ATK-NEO-6M GPS 模块使用模块使用 本应用文档（AN1303，对应战舰战舰 STM32 开发板开发板扩展实验扩展实验 3/MiniSTM32 开发板扩展实验开发板扩展实验 23）将教大家如何在 ALIENTEK STM32 开发板上使用 ATK-NEO-6M GPS 模块（注意，本文档同注意，本文档同 时适用时适用 ALIENTEK 战舰和战舰和 MiniSTM32 两款两款开发板开发板） ，并实现 GPS 定位。 本文档分为如下几部分： 1， ATK-NEO-6M GPS 模块简介 2， 硬件连接 3， 软件实现 4， 验证 1、ATK-NEO-6M GPS 模块模
2、块简介简介 ATK-NEO-6M-V23 模块，是 ALIENTEK 生产的一款高性能 GPS 模块，模块核心采用 UBLOX 公司的 NEO-6M 模组，具有 50 个通道，追踪灵敏度高达-161dBm，测量输出频率最高可达 5Hz。ATK-NEO-6M-V23 模块具有以下特点： 1， 模块采用 U-BLOX NEO-6M 模组，体积小巧，性能优异。 2， 模块自带陶瓷天线及 MAXIM 公司 20.5dB 高增益 LNA 芯片，搜星能力强。 3， 模块可通过串口进行各种参数设置，并可保存在 EEPROM，使用方便。 4， 模块自带 IPX 接口，可以连接各种有源天线，适应能力强。 5，
3、模块兼容 3.3V/5V 电平，方便连接各种单片机系统。 6， 模块自带可充电后备电池，可以掉电保持星历数据 1。 注 1：在主电源断开后，后备电池可以维持半小时左右的 GPS 星历数据的保存，以支持温启动或热启 动，从而实现快速定位。 ATK-NEO-6M 模块非常小巧（25.5mm*31mm） ，模块通过 5 个 2.54mm 间距的排针与外 部连接，模块外观如图 1.1 所示： 图 1.1 ATK-NEO-6M 模块外观图 图 1.1 中，从右到左，依次为模块引出的 PIN1PIN5 脚，各引脚的详细描述如表 1.1 所 示： 序号 名称 说明 1 PPS 时钟脉冲输出脚 2 RXD 模
4、块串口接收脚（TTL 电平，不能直接接 RS232 电平!），可接单片机的 TXD 3 TXD 模块串口发送脚（TTL 电平，不能直接接 RS232 电平!），可接单片机的 RXD 4 GND 地 5 VCC 电源（3.3V5.0V） 表 1.1 ATK-NEO-6M 模块各引脚功能描述 其中，PPS 引脚同时连接到了模块自带了的状态指示灯：PPS，该引脚连接在 UBLOX NEO-6M 模组的 TIMEPULSE 端口， 该端口的输出特性可以通过程序设置。 PPS 指示灯 （即 PPS 引脚） ，在默认条件下（没经过程序设置） ，有 2 个状态： 1， 常亮，表示模块已开始工作，但还未实现定
5、位。 2， 闪烁（100ms 灭，900ms 亮） ，表示模块已经定位成功。 这样，通过 PPS 指示灯，我们就可以很方便的判断模块的当前状态，方便大家使用。 另外，图 1.1 中，左上角的 IPX 接口，可以用来外接一个有源天线，从而进一步提高模 块的接收能力，通过外接有源天线，我们就可以把模块放到室内，天线放到室外，实现室内 定位。 ATK-NEO-6M 模块默认采用 NMEA-0183 协议输出 GPS 定位数据，并可以通过 UBX 协议 对模块进行配置，NMEA-0183 协议详细介绍请参考ATK-NEO-6M 用户手册.pdf,UBX 配置 协议，请参考u-blox6_Receive
6、rDescriptionProtocolSpec_GPS.G6-SW-10018-C.pdf 。 通过 ATK-NEO-6M GPS 模块， 任何单片机 （3.3V/5V 电源） 都可以很方便的实现 GPS 定位， 当然他也可以连接电脑，利用电脑软件实现定位。ATK-NEO-6M-V12 GPS 模块的原理图如图 1.2 所示： 图 1.2 ATK-NEO-6M GPS 模块原理图 2、硬件连接、硬件连接 本实验功能简介： 通过串口 2 连接 ATK-NEO-6M GPS 模块， 然后通过液晶显示 GPS 信息， 包括精度、纬度、高度、速度、用于定位的卫星数、可见卫星数、UTC 时间等信息。同
7、时， 可以通过 USMART 工具，设置 GPS 模块的刷新速率（最大支持 5Hz 刷新）和时钟脉冲的配 置。另外，通过 KEY0 按键，可以开启或关闭 NMEA 数据的上传（即输出到串口 1，方便开 发调试） 。 所要用到的硬件资源如下： 1， 指示灯 DS0 2， KEY0 按键 3， 串口 1、串口 2 4， TFTLCD 模块 5， ATK-NEO-6M GPS 模块 接下来， 我们看看 ATK-NEO-6M GPS 模块同 ALIENTEK STM32 开发板的连接， 前面我们介 绍了 ATK-NEO-6M 模块的接口，我们通过杜邦线连接模块和开发板的相应端口，连接关系如 表 2.1
8、 所示： ATK-NEO-6M GPS 模块与开发板连接关系模块与开发板连接关系 ATK-NEO-6M GPS 模块模块 VCC GND TXD RXD ALIENTEK STM32 开发板开发板 3.3V/5V GND PA3 PA2 表 2.1 ATK-NEO-6M 模块同 ALIENTEK STM32 开发板连接关系表 表中 ATK-NEO-6M GPS 模块的 VCC，因为我们的模块是可以 3.3V 或 5V 供电的，所以可 以接开发板的 3.3V 电源，也可以接开发板的 5V 电源，这个随便大家自己选择。另外，这里 我们没有用到模块的 PPS 引脚，所以没有和单片机进行连接。 模块与
9、开发板的连接是很简单，不过这里特别提醒大家： 1， 请把请把 GPS 模块放到窗户边模块放到窗户边/阳台，否则可能收不到阳台，否则可能收不到 GPS 信号。信号。 2， 如果想在室内开发，如果想在室内开发，可以自备有源天线，将天线放外面，模块放室内，亦可实现定可以自备有源天线，将天线放外面，模块放室内，亦可实现定 位。也位。也可以考虑使用可以考虑使用 ALIENTEK 提供的蓝牙串口模块提供的蓝牙串口模块（ATK-HC05）一对一对，这样，我，这样，我 们可以将们可以将 GPS 放到户外放到户外/窗口窗口，而，而仍然仍然在室内进行程序的调试开发。在室内进行程序的调试开发。 3， 如果使用的是战
10、舰板，请把战舰如果使用的是战舰板，请把战舰 STM32 开发板开发板 P9 端口的端口的 PA2、PA3 与与 48T、48R 的的 跳线帽拔了！ ！否则开发板可能会检测不到跳线帽拔了！ ！否则开发板可能会检测不到 ATK-HC05 模块。模块。 3、软件实现、软件实现 本实验（注：这里仅以战舰板代码为例进行介绍，MiniSTM32 开发板对应代码几乎一 模一样，详见 MiniSTM32 开发板扩展实验 23） ，我们在扩展例程 1：ATK-HC05 蓝牙串口蓝牙串口 模块实验模块实验的基础上修改，在 HARDWARE 文件夹里面新建一个 GPS 文件夹，并新建 gps.c， gps.h 两个
11、文件。然后在工程 HARDWARE 组里面添加 gps.c，并在工程添加 gps.h 的头文件 包含路径。 在 gps.c 里面，我们输入如下代码： #include gps.h #include led.h #include delay.h #include usart2.h #include stdio.h #include stdarg.h #include string.h #include math.h /从 buf 里面得到第 cx 个逗号所在的位置 /返回值:00XFE,代表逗号所在位置的偏移. / 0XFF,代表不存在第 cx 个逗号 u8 NMEA_Comma_Pos(u8
12、*buf,u8 cx) u8 *p=buf; while(cx) if(*buf=*|*bufz)return 0XFF;/遇到非法字符,则不存在第 cx 个逗号 if(*buf=,)cx-; buf+; return buf-p; /mn 函数 /返回值:mn 次方. u32 NMEA_Pow(u8 m,u8 n) u32 result=1; while(n-)result*=m; return result; /str 转换为数字,以,或者*结束 /buf:数字存储区 /dx:小数点位数,返回给调用函数 /返回值:转换后的数值 int NMEA_Str2num(u8 *buf,u8*dx)
13、 u8 *p=buf; u32 ires=0,fres=0; u8 ilen=0,flen=0,i; u8 mask=0; int res; while(1) /得到整数和小数的长度 if(*p=-)mask|=0X02;p+;/是负数 if(*p=,|(*p=*)break;/遇到结束了 if(*p=.)mask|=0X01;p+;/遇到小数点了 else if(*p9|(*p0) ilen=0; flen=0; break;/有非法字符 if(mask else ilen+; p+; if(mask /去掉负号 for(i=0;i5)flen=5; /最多取 5 位小数 *dx=flen;
14、 /小数点位数 for(i=0;isvnum=NMEA_Str2num(p1+posx, for(i=0;islmsgslx.eledeg=NMEA_Str2num(p1+posx, else break; posx=NMEA_Comma_Pos(p1,6+j*4); /得到卫星方位角 if(posx!=0XFF)gpsx-slmsgslx.azideg=NMEA_Str2num(p1+posx, else break; posx=NMEA_Comma_Pos(p1,7+j*4); /得到卫星信噪比 if(posx!=0XFF)gpsx-slmsgslx.sn=NMEA_Str2num(p1+
15、posx, else break; slx+; p=p1+1;/切换到下一个 GPGSV 信息 /分析 GPGGA 信息 /gpsx:nmea 信息结构体 /buf:接收到的 GPS 数据缓冲区首地址 void NMEA_GPGGA_Analysis(nmea_msg *gpsx,u8 *buf) u8 *p1,dx; u8 posx; p1=(u8*)strstr(const char *)buf,$GPGGA); posx=NMEA_Comma_Pos(p1,6); /得到 GPS 状态 if(posx!=0XFF)gpsx-gpssta=NMEA_Str2num(p1+posx, posx=NMEA_Comma_Pos(p1,7)
