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[开发工具] STM32CubeMX-23 | 使用USART接收GPS数据并解析(L80-R)

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 楼主| characteristic 发表于 2020-4-14 14:05 | 显示全部楼层
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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 楼主| characteristic 发表于 2020-4-14 14:05 | 显示全部楼层
首先在 main.c 中实现 USART3 接收中断的回调函数：

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  1. /* USER CODE BEGIN 4 */
    

  2. /* 中断回调函数 */
    

  3. void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
    

  4. {
    

  5.     static uint8_t ch;
    

  6.     /* 判断是哪个串口触发的中断 */
    

  7.     if(huart ->Instance == USART3)
    

  8.     {
    

  9.         //将接收到的数据发送
    

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

  11.         //重新使能串口接收中断
    

  12.         HAL_UART_Receive_IT(&huart3, &ch, 1);
    

  13.     }
    

  14. }
    

  15. /* USER CODE END 4 */
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 楼主| characteristic 发表于 2020-4-14 14:06 | 显示全部楼层
然后修改main函数如下：

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  1. int main(void)
    

  2. {
    

  3.     HAL_Init();
    


  4. 

  5.     SystemClock_Config();
    


  6. 

  7.     /* Initialize all configured peripherals */
    

  8.     MX_GPIO_Init();
    

  9.     MX_USART1_UART_Init();
    

  10.     MX_USART3_UART_Init();
    

  11.     /* USER CODE BEGIN 2 */
    


  12. 

  13.     /* 使能USART3接收中断 */
    

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


  15. 

  16.     /* 使能GPS模块 */
    

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

  18.     HAL_GPIO_WritePin(GPS_EN_GPIO_Port,GPS_EN_Pin, GPIO_PIN_RESET);
    

  19.     printf("GPE Enable ok.\r\n");
    


  20. 

  21.   /* USER CODE END 2 */
    


  22. 

  23.   /* Infinite loop */
    

  24.   /* USER CODE BEGIN WHILE */
    

  25.   while (1)
    

  26.   {
    

  27.     /* USER CODE END WHILE */
    


  28. 

  29.     /* USER CODE BEGIN 3 */
    

  30.   }
    

  31.   /* USER CODE END 3 */
    

  32. }
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 楼主| characteristic 发表于 2020-4-14 14:06 | 显示全部楼层
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：

530195e9552f874f73.png
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 楼主| characteristic 发表于 2020-4-14 14:07 | 显示全部楼层
定位成功后蓝色的LED开始闪烁，数据如下：

668925e95531ee72fe.png
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 楼主| characteristic 发表于 2020-4-14 14:08 | 显示全部楼层
解析GPS的数据
将GPS数据转发取消，删除USART3添加的中断函数：

23075e95533e39c33.png
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 楼主| characteristic 发表于 2020-4-14 14:08 | 显示全部楼层
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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  1. /* Private variables ---------------------------------------------------------*/
    

  2. /* USER CODE BEGIN PV */
    

  3. /***************************************************\
    

  4. *GPS NMEA-0183协议重要参数结构体定义
    

  5. *卫星信息
    

  6. \***************************************************/
    

  7. __packed typedef struct
    

  8. {
    

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

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

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

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

  13. }gps_msg;
    


  14. 

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

  16. typedef struct
    

  17. {
    

  18.         float    Longitude;                //经度
    

  19.         float    Latitude;        //纬度
    

  20. } E53_ST1_Data_TypeDef;
    


  21. 

  22. gps_msg              gpsmsg;
    

  23. static unsigned char gps_uart[1000];
    

  24. E53_ST1_Data_TypeDef E53_ST1_Data;
    


  25. 

  26. /* USER CODE END PV */
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 楼主| characteristic 发表于 2020-4-14 14:09 | 显示全部楼层
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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  1. /* Private includes ----------------------------------------------------------*/
    

  2. /* USER CODE BEGIN Includes */
    

  3. #include <stdio.h>
    

  4. #include <string.h>
    


  5. 

  6. /* USER CODE END Includes */
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 楼主| characteristic 发表于 2020-4-14 14:09 | 显示全部楼层
开始编写解析GPS数据所使用的函数：

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  1. /* USER CODE BEGIN 4 */
    


  2. 

  3. /***************************************************\
    

  4. * 函数名称: NMEA_Comma_Pos
    

  5. *    函数功能：从buf里面得到第cx个逗号所在的位置
    

  6. *    输入值：
    

  7. *    返回值：0~0xFE，代表逗号所在位置的便宜
    

  8. *                     0xFF，代表不存在第cx个逗号
    

  9. \***************************************************/
    


  10. 

  11. uint8_t NMEA_Comma_Pos(uint8_t *buf,uint8_t cx)
    

  12. {
    

  13.     uint8_t *p = buf;
    

  14.     while(cx)
    

  15.     {
    

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

  17.         if(*buf==',')cx--;
    

  18.         buf++;
    

  19.     }
    

  20.     return buf-p;
    

  21. }
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 楼主| characteristic 发表于 2020-4-14 14:10 | 显示全部楼层
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  1. /***************************************************\
    

  2. * 函数名称: NMEA_Pow
    

  3. *    函数功能：返回m的n次方值
    

  4. *    输入值：底数m和指数n
    

  5. *    返回值：m^n
    

  6. \***************************************************/
    

  7. uint32_t NMEA_Pow(uint8_t m,uint8_t n)
    

  8. {
    

  9.     uint32_t result = 1;
    

  10.     while(n--)result *= m;
    

  11.     return result;
    

  12. }
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 楼主| characteristic 发表于 2020-4-14 14:10 | 显示全部楼层
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  1. /***************************************************\
    

  2. * 函数名称: NMEA_Str2num
    

  3. *    函数功能：str数字转换为（int）数字，以','或者'*'结束
    

  4. *    输入值：buf，数字存储区
    

  5. *                     dx，小数点位数，返回给调用函数
    

  6. *    返回值：转换后的数值
    

  7. \***************************************************/
    

  8. int NMEA_Str2num(uint8_t *buf,uint8_t*dx)
    

  9. {
    

  10.     uint8_t *p = buf;
    

  11.     uint32_t ires = 0,fres = 0;
    

  12.     uint8_t ilen = 0,flen = 0,i;
    

  13.     uint8_t mask = 0;
    

  14.     int res;
    

  15.     while(1)
    

  16.     {
    

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

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

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

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

  21.         {
    

  22.             ilen = 0;
    

  23.             flen = 0;
    

  24.             break;
    

  25.         }
    

  26.         if(mask&0x01)flen++;//小数点的位数
    

  27.         else ilen++;//str长度加一
    

  28.         p++;//下一个字符
    

  29.     }
    

  30.     if(mask&0x02)buf++;//移到下一位，除去负号
    

  31.     for(i=0;i<ilen;i++)//得到整数部分数据
    

  32.     {
    

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

  34.     }
    

  35.     if(flen>5)flen=5;//最多取五位小数
    

  36.     *dx = flen;
    

  37.     for(i=0;i<flen;i++)//得到小数部分数据
    

  38.     {
    

  39.         fres +=NMEA_Pow(10,flen-1-i)*(buf[ilen+1+i]-'0');
    

  40.     }
    

  41.     res = ires*NMEA_Pow(10,flen)+fres;
    

  42.     if(mask&0x02)res = -res;
    

  43.     return res;
    

  44. }
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 楼主| characteristic 发表于 2020-4-14 14:11 | 显示全部楼层
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  1. /***************************************************\
    

  2. * 函数名称: NMEA_BDS_GPRMC_Analysis
    

  3. *    函数功能：解析GPRMC信息
    

  4. *    输入值：gpsx,NMEA信息结构体
    

  5. *                 buf：接收到的GPS数据缓冲区首地址
    

  6. \***************************************************/
    

  7. void NMEA_BDS_GPRMC_Analysis(gps_msg *gpsmsg,uint8_t *buf)
    

  8. {
    

  9.     uint8_t *p4,dx;             
    

  10.     uint8_t posx;     
    

  11.     uint32_t temp;       
    

  12.     float rs;  
    

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

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

  15.     if(posx!=0XFF)
    

  16.     {
    

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

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

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

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

  21.     }
    

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

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

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

  25.     if(posx!=0XFF)
    

  26.     {                                                  
    

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

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

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

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

  31.     }
    

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

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

  34. }
    

  35. /* USER CODE END 4 */
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 楼主| characteristic 发表于 2020-4-14 14:11 | 显示全部楼层
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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  1. void E53_ST1_Read_Data(void)
    

  2. {    
    

  3.   /* 使用中断方式接收一次数据 */
    

  4.     HAL_UART_Receive_IT(&huart3,gps_uart,1000);
    


  5. 

  6.   /* 分析缓冲区的字符串，解析GPS数据 */
    

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


  8. 

  9.   /* 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 */    
    

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

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

  12. }
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 楼主| characteristic 发表于 2020-4-14 14:12 | 显示全部楼层
当然，别忘了在 main 函数之前声明这些函数：

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  1. /* Private user code ---------------------------------------------------------*/
    

  2. /* USER CODE BEGIN 0 */
    

  3. uint8_t NMEA_Comma_Pos(uint8_t *buf,uint8_t cx);
    

  4. uint32_t NMEA_Pow(uint8_t m,uint8_t n);
    

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

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

  7. void E53_ST1_Read_Data(void);
    

  8. /* USER CODE END 0 */
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 楼主| characteristic 发表于 2020-4-14 14:12 | 显示全部楼层
大功告成，在main函数中调用：

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  1. int main(void)
    

  2. {
    

  3.   HAL_Init();
    


  4. 

  5.   SystemClock_Config();
    


  6. 

  7.   /* Initialize all configured peripherals */
    

  8.   MX_GPIO_Init();
    

  9.   MX_USART1_UART_Init();
    

  10.   MX_USART3_UART_Init();
    


  11. 

  12.   /* USER CODE BEGIN 2 */
    


  13. 

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

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


  16. 

  17.   /* 使能GPS模块 */
    

  18.   HAL_GPIO_WritePin(GPS_EN_GPIO_Port,GPS_EN_Pin, GPIO_PIN_RESET);
    

  19.   printf("GPE Enable ok.\r\n");
    


  20. 

  21.   /* USER CODE END 2 */
    


  22. 

  23.   /* Infinite loop */
    

  24.   /* USER CODE BEGIN WHILE */
    

  25.   while (1)
    

  26.   {
    

  27.     /* USER CODE END WHILE */
    


  28. 

  29.     /* USER CODE BEGIN 3 */
    

  30.     E53_ST1_Read_Data();
    

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

  32.     HAL_Delay(2000);
    

  33.   }
    

  34.   /* USER CODE END 3 */
    

  35. }
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 楼主| characteristic 发表于 2020-4-14 14:13 | 显示全部楼层
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：

563925e955479c08b9.png
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 楼主| characteristic 发表于 2020-4-14 14:13 | 显示全部楼层
定位成功后，定位数据如下：

377765e95549ecc202.png
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 楼主| characteristic 发表于 2020-4-14 14:14 | 显示全部楼层
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
263415e9554bdf32fe.png
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 楼主| characteristic 发表于 2020-4-14 14:14 | 显示全部楼层
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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观海 发表于 2020-5-7 18:03 | 显示全部楼层
非常感谢楼主分享
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