基于STM32开发板的GPS定位模块设计.docx

1、基于STM32开发板的GPS定位模块设计生产实习设计报告设计题目：基于GPS模块的定位装置生产组长：王海昕设计组长：孙振邦小组成员：王洪振、唐政亮、帖小龙、宋劲草、宋晓林苏刚、孙晓龙、史俊、赵若曦实习日期：2012年8月27日-9月15日一、 概述本设计基于STM32F10开发板，结合iTrax03-02 型GPS接收机， 实现GPS模块与STM32的通信；通过GPS模块实现定位，STM32对GPS 模块传入的数据进行读取和处理，将得到定位信息在 OLED显示。该定位装置还有如下附加功能：SD卡数据存储功能，定位状态 显示（卫星颗数等）；可通过RS232串口传输坐标和时间至PC机，并 通过上位

2、机软件实现路径计算和网络地图定位。二、 总体设计1.总体系统结构2.功能实现.经纬度测定，海拔高度测定.速度计算与方向指示.SD卡定时存储信息 .上位机制作及路径计算3.人员分工孙振邦、王海昕完成源程序的编写，以及代码的修改、编译、下载、 调试等工作；宋劲草、宋晓林、苏刚负责 GPS数据编码转换编程；王洪振、帖小龙、唐政亮负责串口数据传输、 SD卡定时存储设置；史俊、赵若曦、孙晓龙负责上位机界面设计和各项功能的验证。三、关键模块设计.GP模块iTrax03-02 型GPS接收机是根据芬兰FASTRA公司的GPS模块 进行了电平转换、通信接口等电路设计后生产的一款 GPS（OEM接收机产品。该产

3、品通过底板上9pin排线与计算机串口直接通信，定 位后即可输出载体的经纬度信息、时间信息、速度信息等。（2） GPS定位数据格式解析数据形式：$GPGGA,hhmmss.dd,xxmm.dddd,yyymm.dddd,v,ss,d.d,h.h,M,g.g, M,a.a,xxxx*hh名称说明$GPGGAGGA消息协议头hhmmss.ddUTC时间xxmm.dddd纬度信息，度、分格式纬度半球N （北半球）或S （南半球）yyymm.dddd经度信息，度、分格式纬度半球E （东经）或E （西经）V判断是否已疋位，疋位为1,未疋位为0ss使用的解算卫星的数量一般 0-12颗d.dHDO水平精度因子

4、h.h海拔高度M单位米g.gWGS-846表面与水平面的差值M单位米a.a空xxxx空hh校验及固定包尾.OLE显示模块OLED使用的控制器为SSD1305可通过写入不同的命令字来设置 对比度、显示开关、电荷泵、页地址等。OLE被配置为使用I2C的方式。I2C的地址二进制位为0111100X16进制为0x78（写地址），0x79（读地址）。OLE的 Reset平时应该拉高， 在初始化的时候，应该有一个从低电平到高电平的跳变。使用的MC端口为PB6 CLK I2CPB7 SDA I2CPE6 RESET （低有效）(3)距离计算功能 公式、原理什么的(4)串行通信模块RS232勺电平转换芯片为M

5、AX232CE外部接口为DB9有两个LE指旨示灯，TXD用来显示接受到数据，RX用来显示正在发送数据。对外接口 为DB接 口，定义为：2RXD,3TXD,5GND因此，基板可以通过串口线 直接连接到PCM,和PC机进行通信。使用的MC端口为：PD5 UART2_TX(Remap)PD6 UART2_RX(remap)四、测试结果1开机上电后在数据有效的情况下进入定位信息显示模式；2. 进入定位信息显示模式后，OLEL显示出当前位置经度、纬度、海拔高度、移动速度、移动方向、卫星显示颗数3.设定中断时间后，数据会自动存储至 SD卡；4.通过RS23串口与PCS讯后可以通过上位机软件打开该位置的谷歌

6、 地图显示，并且计算路径长度。附录定位测试数据保存数据如下 : $GPGSV,3,1,10,01,35,047,32,04,30,244,24,08,12,207,27,09,06,318,12*71 $GPGSV,3,2,10,11,20,063,36,17,54,320,39,20,54,099,23,27,10,309,26*7F $GPGSV,3,3,10,28,78,225,29,32,34,062,26*75$GPRMC,071738.50,A,3609.4075,N,12029.3426,E,0.00,302.3,090912,5.8,W,A *15$GPGGA,071738.5

7、0,3609.4075,N,12029.3426,E,1,05,2.0,115.0,M,5.5,M,*50 $PFST,FOM,6*63$GPGSA,A,3,01,08,11,17,28,2.9,2.0,2.1*3D $GPGSV,3,1,10,01,35,047,32,04,30,244,24,08,12,207,27,09,06,318,12*71 $GPGSV,3,2,10,11,20,063,36,17,54,320,39,20,54,099,23,27,10,309,26*7F$GPGSV,3,3,10,28,78,225,29,32,34,062,26*75$GPRMC,07173

8、9.50,A,3609.4075,N,12029.3428,E,0.00,302.3,090912,5.8,W,A *1A$GPGGA,071739.50,3609.4075,N,12029.3428,E,1,07,2.0,115.0,M,5.5,M,*5D $PFST,FOM,24*53$GPGSA,A,3,01,04,08,11,17,27,28,2.9,2.0,2.1*3C $GPGSV,3,1,10,01,35,047,31,04,30,244,24,08,12,207,27,09,06,318,12*72 $GPGSV,3,2,10,11,20,063,36,17,54,320,38

9、,20,54,099,23,27,10,309,25*7D$GPGSV,3,3,10,28,78,225,27,32,34,062,26*7B$GPRMC,071740.50,A,3609.4074,N,12029.3429,E,0.00,302.3,090912,5.8,W,A *14$GPGGA,071740.50,3609.4074,N,12029.3429,E,1,07,1.8,115.0,M,5.5,M,*58 $PFST,FOM,20*57$GPGSA,A,3,01,04,08,11,17,27,28,2.7,1.8,2.0*38 $GPGSV,3,1,10,01,35,047,3

10、1,04,30,244,24,08,12,207,27,09,06,318,12*72 $GPGSV,3,2,10,11,20,063,36,17,54,320,38,20,54,099,23,27,10,308,25*7C$GPGSV,3,3,10,28,78,225,27,32,34,062,26*7B$GPRMC,071741.50,A,3609.4074,N,12029.3431,E,0.00,302.3,090912,5.8,W,A *1C附录二关键程序代码Main.c:#include includes.h#include led.h#include GPIO_InitTypeDe

11、f GPIO_InitStructure;USART_InitTypeDef USART_InitStructure;NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;void USART1_Init(void)RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA |RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);/ 定义 UART1 TX (PA.09) 脚为复用推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; /IO GPIO_InitStructure.GPIO_Speed =

12、 GPIO_Speed_50MHz; /IO GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; /IO GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); / / 定义 USART1 Rx (PA.10) 为悬空输入 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; /IO口的第九脚口速度口复用推挽输出初始化串口 1输出10 口口的第十脚GPI0_InitStructure.GPI0_Mode = GPI0_Mode_IN_FL0ATING;/I0口悬空输入GPI0_Init(GPI0A

13、, &GPI0_InitStructure); /初始化串口 1输入10 口/ 串口参数配置USART_InitStructure.USART_BaudRate = 4800; 115200/ 设置波特率为USART_InitStructure.USART_WordLength 位= USART_WordLength_8b; /设置数据位为 8设置停止位为 1无奇偶校验USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; / 位USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No; /USA

14、RT_InitStructure.USART_HardwareFlowControl =USART_HardwareFlowControl_None; / 没有硬件流控USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; / 发送与接收/ 完成串口 COM的时钟配置、GPIO配置，根据上述参数初始化并使能USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE); / 使能串口 1接收中断USART_Cmd(

15、USART1, ENABLE);NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;数据模式0：缓存数据无效。NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);int main(void)delay_init(72);GUI_Init

16、();GUI_SetBkColor(GUI_BLUE);GUI_Clear();USART1_Init(); while(1)gps_display();GPS.c:#include includes.h/GPS 数据存储数组 / unsigned char JD11;unsigned char JD_a;unsigned char WD10;unsigned char WD_a;unsigned char time10;unsigned char speed6 = 0; / unsigned char speed26 = 0;unsigned char high6;unsigned char

17、 haiba6;unsigned char angle6;unsigned char use_sat3;unsigned char total_sat3; / unsigned char lock;/ 串口中断需要的变量 unsigned char seg_count; unsigned char dot_count; unsigned char byte_count; unsigned char cmd_number;unsigned char mode;unsigned char buf_full;unsigned char cmd5; unsigned char USART_END;un

18、signed char newflag = 0;/ 经度/ 经度方向/ 纬度/ 纬度方向/ 时间速度/ 速度/ 高度/ 海拔/ 方位角/ 使用的卫星数 天空中总卫星数/ 定位状态/ 逗号计数器/ 小数点计数器/ 位数计数器/ 命令类型/0 ：结束模式， 1：命令模式， 2：/1 ：整句接收完成， 相应数据有效。 / 命令类型存储数组/ 经纬度转换用 / double d; double f;unsigned char d_d; double D_D;unsigned char time_8; / 时区转换 void gps_deal(void)u8 tmp = 0; if(USART_GetI

19、TStatus(USART1,USART_IT_RXNE) != RESET) / 如果是接收 中断tmp = USART_ReceiveData(USART1);switch(tmp)case $:cmd_number = 0; / 命 令 类 型清空mode = 1; / 接 收 命 令模式byte_count = 0; / 接 收 位数清空break; case ,:seg_count+; / 逗 号 计 数加 1byte_count = 0; break;case *: switch(cmd_number) case 1:newflag |= 0x01; /GGA break;case

20、 2:newflag |= 0x02; /GSV break;case 3:newflag |= 0x04; /RMC break; mode = 0;break;default:if(mode = 1)/ 命令种类判断 cmdbyte_count = tmp;/ 接收字符放入类型缓存 if(byte_count = 4)/ 如果类型数据接收完毕， 型if(cmd0 = G)if(cmd1 = P)if(cmd2G)if(cmd3= G)if(cmd4 = A)cmd_number = 1;mode = 2;seg_count = 0;byte_count = 0;elseif(cmd3 =

21、S)if(cmd4 = V)判断类cmd_number = 2;seg_count = 0;WDbyte_count= tmp;byte_count = 0;else if(cmd2 = R) if(cmd3 = M)if(cmd4 = C)cmd_number = 3;mode = 2;seg_count = 0;byte_count = 0;else if(mode = 2) / 接收数据处理 switch (cmd_number) case 1: / 类 型1数据接收。 GPGGAswitch(seg_count)case 2:/ 纬度处理WDbyte_count+1 = 0; / 解决

22、输出位数过多break;case 3:/ 纬度方向处理if(byte_count 1)WD_a = tmp;break;case 4:/ 经度处理if(byte_count 11)JDbyte_count= tmp;JDbyte_count+1 = 0;break;case 5:/ 经度方向处理if(byte_count 1)JD_a = tmp;break;case 7:/ 定位使用的卫星数if(byte_count 2)use_satbyte_count = tmp;if(byte_countuse_satbyte_count+1 = 0;10)break;case 9:/时间处理/ 高度

23、处理 if(byte_count 6)timebyte_count = tmp;break;highbyte_count = tmp;case 2:/定位判断break;if(byte_count 1)case 11:/ 海拔处理lock = tmp;if(byte_count 6)break;haibabyte_count = tmp;case 7:/速度处理break;if(byte_count 5)break;case 2:/类型2数据接收。 GPGSVspeed2byte_count = tmp;switch(seg_count)/spd_wei=byte_count;case 3:/

24、 天空中的卫星总break;数case 8:if(byte_count 2)/方位角处理if(byte_count 5)total_satbyte_count = tmp;1anglebyte_count = tmp;total_satbyte_count+1 = 0;break;break;break;break;case 3:/类byte_count+;/ 接 收 数型3数据接收。 GPRMC位加 1switch(seg_count)break;case 1:if(byte_count 23) time_8 = time_8 - 24 ;time0 = (time_8 / 10) + 0x

25、30; time1 = (time_8 - (time_8 / 10)* 10) / 1) + 0x30;/ 经纬度转换 double JWD_AREA(char *jwd)d = atof(jwd) / 100.0; / 将JD 转换为 doubled_d = d / 1;f = (d - d_d) / 60.0 * 100;D_D = d_d + f;return D_D;void gps_display(void)LED0=!LED0;if(newflag = 0x07) newflag = 0; GUI_SetColor(GUI_GREEN);GUI_SetFont(&GUI_Font

26、8x16);GUI_DispStringAt(Longitude,20,60);JWD_AREA(JD); / 经度转换GUI_DispFloat(D_D,10) ;GUI_DispCharAt(JD_a,120,60);GUI_DispStringAt(Latitude ,20,80);JWD_AREA(WD); / 纬度转换GUI_DispFloat(D_D,10) ;GUI_DispCharAt(WD_a,120,80)GUI_DispStringAt(use_sat,20,100);GUI_DispStringAt(use_sat,140,100)GUI_DispStringAt(to

27、tal_sat,20,120);GUI_DispStringAt(total_sat,140,120);GUI_DispStringAt(status,20,20);GUI_DispCharAt(lock,140,20);GUI_DispStringAt(Elevation,20,140);GUI_DispStringAt(high,140,140);TIME_AREA();GUI_DispStringAt(high,20,160);GUI_DispStringAt(time,20,40);GUI_DispStringAt(haiba,140,160);GUI_DispStringAt(time,140,40);/ printf(” 时间：c%时c%cGUI_DispStringAt(Speed,20,180);分 c%c%c%c%Cr n, timeO, time1.GUI_DispStringAt(speed2,140,180);