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AN1303ATK-NEO-6MGPS模块使用本应用文档（AN1302，对应战舰STM32开发板扩展实验3/MiniSTM32开发板扩展实验23）将教大家如何在ALIENTEKSTM32开发板上使用ATK-NEO-6MGPS模块（注意，本文档同时适用ALIENTEK战舰和MiniSTM32两款开发板），并实现GPS定位。本文档分为如下几部分：1，ATK-NEO-6MGPS模块简介2，硬件连接3，软件实现4，验证1、ATK-NEO-6MGPS模块简介ATK-NEO-6M模块，是ALIENTEK生成的一款高性能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模块自带高性能无源陶瓷天线（无需再购买昂贵的有源天线了），兼容3.3V和5V单片机系统，并自带可充电后备电池（支持温启动或热启动）。ATK-NEO-6M模块非常小巧（25.5mm*31mm），模块通过4个2.54mm间距的排针与外部连接，模块外观如图1.1所示：图1.1ATK-NEO-6M模块外观图图1.1中，从右到左，依次为模块引出的PIN1~PIN4脚，各引脚的详细描述如表1.1所示：序号名称说明1RXD模块串口接收脚（TTL电平，不能直接接RS232电平!），可接单片机的TXD2TXD模块串口发送脚（TTL电平，不能直接接RS232电平!），可接单片机的RXD3GND地4VCC电源（2.7V~5.0V）表1.1ATK-NEO-6M模块各引脚功能描述另外，模块自带了一个状态指示灯：PPS。该指示灯连接在UBLOXNEO-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，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。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_ReceiverDescriptionProtocolSpec_GPS.G6-SW-10018-C.pdf》。通过ATK-NEO-6MGPS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-V12GPS模块的原理图如图1.2所示：图1.2ATK-NEO-6MGPS模块原理图2、硬件连接本实验功能简介：通过串口2连接ATK-NEO-6MGPS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DS02，KEY0按键3，串口1、串口24，TFTLCD模块5，ATK-NEO-6MGPS模块接下来，我们看看ATK-NEO-6MGPS模块同ALIENTEKSTM32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所示：ATK-NEO-6MGPS模块与开发板连接关系ATK-NEO-6MGPS模块VCCGNDTXDRXDALIENTEKSTM32开发板3.3V/5VGNDPA3PA2表2.1ATK-NEO-6M模块同ALIENTEKSTM32开发板连接关系表表中ATK-NEO-6MGPS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。模块与开发板的连接是很简单，不过这里特别提醒大家：1，请把GPS模块放到窗户边/阳台，否则可能收不到GPS信号。2，如果想在室内开发，可以考虑使用ALIENTEK提供的蓝牙串口模块（ATK-HC05），这样，我们可以将GPS放到户外/窗口，而仍然在室内进行程序的调试开发。3、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：#includegps.h#includeled.h#includedelay.h#includeusart2.h#includestdio.h#includestdarg.h#includestring.h#includemath.h//从buf里面得到第cx个逗号所在的位置//返回值:0~0XFE,代表逗号所在位置的偏移.//0XFF,代表不存在第cx个逗号u8NMEA_Comma_Pos(u8*buf,u8cx){u8*p=buf;while(cx){if(*buf=='*'||*buf''||*buf'z')return0XFF;//遇到'*'或非法字符,则不存在第cx个逗号if(*buf==',')cx--;buf++;}returnbuf-p;}//m^n函数//返回值:m^n次方.u32NMEA_Pow(u8m,u8n){u32result=1;while(n--)result*=m;returnresult;}//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intNMEA_Str2num(u8*buf,u8*dx){u8*p=buf;u32ires=0,fres=0;u8ilen=0,flen=0,i;u8mask=0;intres;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elseif(*p'9'||(*p'0'))//有非法字符{ilen=0;flen=0;break;}if(mask&0X01)flen++;elseilen++;p++;}if(mask&0X02)buf++;//去掉负号for(i=0;iilen;i++)ires+=NMEA_Pow(10,ilen-1-i)*(buf[i]-'0');//得到整数部分数据if(flen5)flen=5;//最多取5位小数*dx=flen;//小数点位数for(i=0;iflen;i++)//得到小数部分数据{fres+=NMEA_Pow(10,flen-1-i)*(buf[ilen+1+i]-'0');}res=ires*NMEA_Pow(10,flen)+fres;if(mask&0X02)res=-res;returnres;}//分析GPGSV信息//gpsx:nmea信息结构体//buf:接收到的GPS数据缓冲区首地址voidNMEA_GPGSV_Analysis(nmea_msg*gpsx,u8*buf){u8*p,*p1,dx;u8len,i,j,slx=0;u8posx;p=buf;p1=(u8*)strstr((constchar*)p,$GPGSV);len=p1[7]-'0';//得到GPGSV的条数posx=NMEA_Comma_Pos(p1,3);//得到可见卫星总数if(posx!=0XFF)gpsx-svnum=NMEA_Str2num(p1+posx,&dx);for(i=0;ilen;i++){p1=(u8*)strstr((constchar*)p,$GPGSV);for(j=0;j4;j++){posx=NMEA_Comma_Pos(p1,4+j*4);if(posx!=0XFF)gpsx-slmsg[slx].num=NMEA_Str2num(p1+posx,&dx);//得到卫星编号elsebreak;posx=NMEA_Comma_Pos(p1,5+j*4);if(posx!=0XFF)gpsx-slmsg[slx].eledeg=NMEA_Str2num(p1+posx,&dx);//得到卫星仰角elsebreak;posx=NMEA_Comma_Pos(p1,6+j*4);if(posx!=0XFF)gpsx-slmsg[slx].azideg=NMEA_Str2num(p1+posx,&dx);//得到卫星方位角elsebreak;posx=NMEA_Comma_Pos(p1,7+j*4);if(posx!=0XFF)gpsx-slmsg[slx].sn=NMEA_Str2num(p1+posx,&dx);//得到卫星信噪比elsebreak;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voidNMEA_GPGGA_Analysis(nmea_msg*gpsx,u8*buf){u8*p1,dx;u8posx;p1=(u8*)strstr((constchar*)buf,$GPGGA);posx=NMEA_Comma_Pos(p1,6);//得到GPS状态if(posx!=0XFF)gpsx-gpssta=NMEA_Str2num(p1+posx,&dx);posx=NMEA_Comma_Pos(p1,7);//得到用于定位的卫星数if(posx!=0XFF)gpsx-posslnum=NMEA_Str2num(p1+posx,&dx);posx=NMEA_Comma_Pos(p1,9);//得到海拔高度if(posx!=0XFF)gpsx-altitude=NMEA_Str2num(p1+posx,&dx);}//分析GPGSA信息//gpsx:nmea信息结构体//buf:接收到的GPS数据缓冲区首地址voidNMEA_GPGSA_Analysis(nmea_msg*gpsx,u8*buf){u8*p1,dx;u8posx;u8i;p1=(u8*)strstr((constchar*)buf,$GPGSA);posx=NMEA_Comma_Pos(p1,2);//得到定位类型if(posx!=0XFF)gpsx-fixmode=NMEA_Str2num(p1+posx,&dx);for(i=0;i12;i++)//得到定位卫星编号{posx=NMEA_Comma_Pos(p1,3+i);if(posx!=0XFF)gpsx-possl[i]=NMEA_Str2num(p1+posx,&dx);elsebreak;}posx=NMEA_Comma_Pos(p1,15);//得到PDOP位置精度因子if(posx!=0XFF)gpsx-pdop=NMEA_Str2num(p1+posx,&dx);posx=NMEA_Comma_Pos(p1,16);//得到HDOP位置精度因子if(posx!=0XFF)gpsx-hdop=NMEA_Str2num(p1+posx,&dx);posx=NMEA_Comma_Pos(p1,17);//得到VDOP位置精度因子if(posx!=0XFF)gpsx-vdop=NMEA_Str2num(p1+posx,&