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STM32CubeMX-23 | 使用USART接收GPS数据并解析(L80-R)

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21楼
characteristic|  楼主 | 2020-4-14 14:05 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览
转发GPS模块的数据
GPS 使能后不断的接收信号定位，并输出数据，但是 GPS 模块与 USART3 连接，无法直接查看输出的数据，何谈解析，所以先将 USART3 接收到的数据使用 USART1 发送，在电脑上使用串口助手查看，如果对于USART的中断接收方式还不明白，可以查看这篇**：
        【STM32Cube_07】使用USART发送和接收数据（中断模式）。
         https://bbs.21ic.com/icview-2938322-1-1.html

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22楼
characteristic|  楼主 | 2020-4-14 14:05 | 只看该作者
首先在 main.c 中实现 USART3 接收中断的回调函数：

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/* USER CODE BEGIN 4 */

/* 中断回调函数 */

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)

{

    static uint8_t ch;

    /* 判断是哪个串口触发的中断 */

    if(huart ->Instance == USART3)

    {

        //将接收到的数据发送

        HAL_UART_Transmit(&huart1, &ch, 1, 0Xffff);

        //重新使能串口接收中断

        HAL_UART_Receive_IT(&huart3, &ch, 1);

    }

}

/* USER CODE END 4 */

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23楼
characteristic|  楼主 | 2020-4-14 14:06 | 只看该作者
然后修改main函数如下：

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int main(void)

{

    HAL_Init();



    SystemClock_Config();



    /* Initialize all configured peripherals */

    MX_GPIO_Init();

    MX_USART1_UART_Init();

    MX_USART3_UART_Init();

    /* USER CODE BEGIN 2 */



    /* 使能USART3接收中断 */

    HAL_UART_Receive_IT(&huart3, (uint8_t*)gps_uart, 1);



    /* 使能GPS模块 */

    printf("L80-R GPS Module test...\r\n");

    HAL_GPIO_WritePin(GPS_EN_GPIO_Port,GPS_EN_Pin, GPIO_PIN_RESET);

    printf("GPE Enable ok.\r\n");



  /* USER CODE END 2 */



  /* Infinite loop */

  /* USER CODE BEGIN WHILE */

  while (1)

  {

    /* USER CODE END WHILE */



    /* USER CODE BEGIN 3 */

  }

  /* USER CODE END 3 */

}

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24楼
characteristic|  楼主 | 2020-4-14 14:06 | 只看该作者
编译下载，可以在串口助手上看到输出的数据：

刚上电时蓝色的LED灯保持常亮状态，表示未定位成功，数据如下：

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25楼
characteristic|  楼主 | 2020-4-14 14:07 | 只看该作者
定位成功后蓝色的LED开始闪烁，数据如下：

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26楼
characteristic|  楼主 | 2020-4-14 14:08 | 只看该作者
解析GPS的数据
将GPS数据转发取消，删除USART3添加的中断函数：

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27楼
characteristic|  楼主 | 2020-4-14 14:08 | 只看该作者
接下来开辟一块缓冲区，来存放接收的GPS数据，并且定义GPS数据结构体，用来存放解析GPS数据得到的经纬度信息：

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/* Private variables ---------------------------------------------------------*/

/* USER CODE BEGIN PV */

/***************************************************\

*GPS NMEA-0183协议重要参数结构体定义

*卫星信息

\***************************************************/

__packed typedef struct

{

    uint32_t latitude_bd;                    //纬度   分扩大100000倍，实际要除以100000

    uint8_t nshemi_bd;                        //北纬/南纬,N:北纬;S:南纬    

    uint32_t longitude_bd;              //经度 分扩大100000倍,实际要除以100000

    uint8_t ewhemi_bd;                        //东经/西经,E:东经;W:西经

}gps_msg;



/* E53_ST1传感器数据类型定义 ------------------------------------------------------------*/

typedef struct

{

        float    Longitude;                //经度

        float    Latitude;        //纬度

} E53_ST1_Data_TypeDef;



gps_msg              gpsmsg;

static unsigned char gps_uart[1000];

E53_ST1_Data_TypeDef E53_ST1_Data;



/* USER CODE END PV */

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28楼
characteristic|  楼主 | 2020-4-14 14:09 | 只看该作者
然后编写解析GPS数据的函数，先要在开头加上头文件支持：

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/* Private includes ----------------------------------------------------------*/

/* USER CODE BEGIN Includes */

#include <stdio.h>

#include <string.h>



/* USER CODE END Includes */

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29楼
characteristic|  楼主 | 2020-4-14 14:09 | 只看该作者
开始编写解析GPS数据所使用的函数：

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/* USER CODE BEGIN 4 */



/***************************************************\

* 函数名称: NMEA_Comma_Pos

*    函数功能：从buf里面得到第cx个逗号所在的位置

*    输入值：

*    返回值：0~0xFE，代表逗号所在位置的便宜

*                     0xFF，代表不存在第cx个逗号

\***************************************************/



uint8_t NMEA_Comma_Pos(uint8_t *buf,uint8_t cx)

{

    uint8_t *p = buf;

    while(cx)

    {

        if(*buf=='*'||*buf<' '||*buf>'z')return 0xFF;

        if(*buf==',')cx--;

        buf++;

    }

    return buf-p;

}

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30楼
characteristic|  楼主 | 2020-4-14 14:10 | 只看该作者
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/***************************************************\

* 函数名称: NMEA_Pow

*    函数功能：返回m的n次方值

*    输入值：底数m和指数n

*    返回值：m^n

\***************************************************/

uint32_t NMEA_Pow(uint8_t m,uint8_t n)

{

    uint32_t result = 1;

    while(n--)result *= m;

    return result;

}

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31楼
characteristic|  楼主 | 2020-4-14 14:10 | 只看该作者
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/***************************************************\

* 函数名称: NMEA_Str2num

*    函数功能：str数字转换为（int）数字，以','或者'*'结束

*    输入值：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(uint8_t *buf,uint8_t*dx)

{

    uint8_t *p = buf;

    uint32_t ires = 0,fres = 0;

    uint8_t ilen = 0,flen = 0,i;

    uint8_t mask = 0;

    int res;

    while(1)

    {

        if(*p=='-'){mask |= 0x02;p++;}//说明有负数

        if(*p==','||*p=='*')break;//遇到结束符

        if(*p=='.'){mask |= 0x01;p++;}//遇到小数点

        else if(*p>'9'||(*p<'0'))//数字不在0和9之内，说明有非法字符

        {

            ilen = 0;

            flen = 0;

            break;

        }

        if(mask&0x01)flen++;//小数点的位数

        else ilen++;//str长度加一

        p++;//下一个字符

    }

    if(mask&0x02)buf++;//移到下一位，除去负号

    for(i=0;i<ilen;i++)//得到整数部分数据

    {

        ires += NMEA_Pow(10,ilen-1-i)*(buf[i]-'0');

    }

    if(flen>5)flen=5;//最多取五位小数

    *dx = flen;

    for(i=0;i<flen;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;

    return res;

}

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32楼
characteristic|  楼主 | 2020-4-14 14:11 | 只看该作者
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/***************************************************\

* 函数名称: NMEA_BDS_GPRMC_Analysis

*    函数功能：解析GPRMC信息

*    输入值：gpsx,NMEA信息结构体

*                 buf：接收到的GPS数据缓冲区首地址

\***************************************************/

void NMEA_BDS_GPRMC_Analysis(gps_msg *gpsmsg,uint8_t *buf)

{

    uint8_t *p4,dx;             

    uint8_t posx;     

    uint32_t temp;       

    float rs;  

    p4=(uint8_t*)strstr((const char *)buf,"$GPRMC");//"$GPRMC",经常有&和GPRMC分开的情况,故只判断GPRMC.

    posx=NMEA_Comma_Pos(p4,3);                                //得到纬度

    if(posx!=0XFF)

    {

        temp=NMEA_Str2num(p4+posx,&dx);              

        gpsmsg->latitude_bd=temp/NMEA_Pow(10,dx+2);    //得到°

        rs=temp%NMEA_Pow(10,dx+2);                //得到'         

        gpsmsg->latitude_bd=gpsmsg->latitude_bd*NMEA_Pow(10,5)+(rs*NMEA_Pow(10,5-dx))/60;//转换为° 

    }

    posx=NMEA_Comma_Pos(p4,4);                                //南纬还是北纬 

    if(posx!=0XFF)gpsmsg->nshemi_bd=*(p4+posx);                     

     posx=NMEA_Comma_Pos(p4,5);                                //得到经度

    if(posx!=0XFF)

    {                                                  

        temp=NMEA_Str2num(p4+posx,&dx);              

        gpsmsg->longitude_bd=temp/NMEA_Pow(10,dx+2);    //得到°

        rs=temp%NMEA_Pow(10,dx+2);                //得到'         

        gpsmsg->longitude_bd=gpsmsg->longitude_bd*NMEA_Pow(10,5)+(rs*NMEA_Pow(10,5-dx))/60;//转换为° 

    }

    posx=NMEA_Comma_Pos(p4,6);                                //东经还是西经

    if(posx!=0XFF)gpsmsg->ewhemi_bd=*(p4+posx);          

}

/* USER CODE END 4 */

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33楼
characteristic|  楼主 | 2020-4-14 14:11 | 只看该作者
最后编写使用中断方式接收数据到缓冲区，然后调用GPS数据解析函数的函数：

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void E53_ST1_Read_Data(void)

{    

  /* 使用中断方式接收一次数据 */

    HAL_UART_Receive_IT(&huart3,gps_uart,1000);



  /* 分析缓冲区的字符串，解析GPS数据 */

    NMEA_BDS_GPRMC_Analysis(&gpsmsg,(uint8_t*)gps_uart);



  /* 将解析到的经纬度数据存放到结构体中，便于其他函数使用 */    

    E53_ST1_Data.Longitude=(float)((float)gpsmsg.longitude_bd/100000);    

    E53_ST1_Data.Latitude=(float)((float)gpsmsg.latitude_bd/100000);    

}

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34楼
characteristic|  楼主 | 2020-4-14 14:12 | 只看该作者
当然，别忘了在 main 函数之前声明这些函数：

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/* Private user code ---------------------------------------------------------*/

/* USER CODE BEGIN 0 */

uint8_t NMEA_Comma_Pos(uint8_t *buf,uint8_t cx);

uint32_t NMEA_Pow(uint8_t m,uint8_t n);

int NMEA_Str2num(uint8_t *buf,uint8_t*dx);

void NMEA_BDS_GPRMC_Analysis(gps_msg *gpsmsg,uint8_t *buf);

void E53_ST1_Read_Data(void);

/* USER CODE END 0 */

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35楼
characteristic|  楼主 | 2020-4-14 14:12 | 只看该作者
大功告成，在main函数中调用：

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int main(void)

{

  HAL_Init();



  SystemClock_Config();



  /* Initialize all configured peripherals */

  MX_GPIO_Init();

  MX_USART1_UART_Init();

  MX_USART3_UART_Init();



  /* USER CODE BEGIN 2 */



  HAL_UART_Receive_IT(&huart3, (uint8_t*)gps_uart, 1);

  printf("L80-R GPS Module test...\r\n");



  /* 使能GPS模块 */

  HAL_GPIO_WritePin(GPS_EN_GPIO_Port,GPS_EN_Pin, GPIO_PIN_RESET);

  printf("GPE Enable ok.\r\n");



  /* USER CODE END 2 */



  /* Infinite loop */

  /* USER CODE BEGIN WHILE */

  while (1)

  {

    /* USER CODE END WHILE */



    /* USER CODE BEGIN 3 */

    E53_ST1_Read_Data();

    printf("Longitude: %f, Latitude: %f.\r\n", E53_ST1_Data.Longitude, E53_ST1_Data.Latitude);

    HAL_Delay(2000);

  }

  /* USER CODE END 3 */

}

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36楼
characteristic|  楼主 | 2020-4-14 14:13 | 只看该作者
实验现象
编译下载后，尽量将小熊派开发板放在窗户边，等待定位成功，串口输出数据如下：

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37楼
characteristic|  楼主 | 2020-4-14 14:13 | 只看该作者
定位成功后，定位数据如下：

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38楼
characteristic|  楼主 | 2020-4-14 14:14 | 只看该作者
查看定位
有了GPS定位数据之后，可以在地图上查看具体的位置，也可以上传到华为云IoT平台查看，这里我使用 GPS经纬度查询工具进行查看：

      工具链接：http://www.gpsspg.com/maps.htm

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39楼
characteristic|  楼主 | 2020-4-14 14:14 | 只看该作者
至此，我们已经学会如何接收GPS数据并解析出经纬度。

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40楼
观海| | 2020-5-7 18:03 | 只看该作者
非常感谢楼主分享

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