GPS 代表全球定位系统，用于检测地球上任何位置的纬度和经度，具有精确的 UTC 时间（协调世界时）。该设备每秒从卫星接收坐标，包括时间和日期。GPS 提供了很高的准确性，并且还提供了位置坐标以外的其他数据。
我们都知道 GPS 是一种非常有用的设备，在手机和其他便携式设备中非常普遍用于跟踪位置。它在各个领域都有非常广泛的应用，从在家里叫出租车到跟踪飞机的高度。以下是我们之前构建的一些有用的GPS 相关项目。
在本教程中，我们将GPS 模块与 STM32F103C8 微控制器连接，以查找位置坐标并将其显示在16x2 LCD 显示器上。
所需组件
STM32F103C8 微控制器
GPS模块
16x2 液晶显示屏
面包板
连接线
GPS模块
这是一个 GY-NEO6MV2 XM37-1612 GPS 模块。这个GPS模块有四个引脚+5V，GND，TXD和RXD。它使用串行引脚进行通信，可以轻松连接到 STM32F103C8 的串行端口。
GPS 模块 以 NMEA 格式发送数据（见下图）。NMEA 格式由几个句子组成，其中我们只需要一个句子。这句话从 $GPGGA开始 ，包含了坐标、时间等有用的信息。这个 GPGGA 被称为 全球定位系统固定数据。
下面是一个示例 $GPGGA 字符串及其描述：
$GPGGA,104534.000,7791.0381,N,06727.4434,E,1,08,0.9,510.4,M,43.9,M,,*47
$GPGGA,HHMMSS.SSS,latitude,N,longitude,E,FQ,NOS,HDP,altitude,M,height,M,,checksum data
但在本教程中，我们使用的是TinyGPSPlus GPS 库，它从 NMEA 语句中提取所有必需的信息，我们只需要编写一行简单的代码来获取纬度和经度，我们将在本教程后面看到.
STM32F103C8的引脚
STM32F103C8 (BLUE PILL) USART 串行通信端口如下图所示。这些是蓝色的，具有（PA9-TX1、PA10-RX1、PA2-TX2、PA3-RX2、PB10-TX3、PB11-RX3）。它有三个这样的沟通渠道。
电路图和连接
GPS模块与STM32F103C8电路连接
16x2 LCD 和 STM32F103C8 之间的连接
整个设置如下所示：
为 GPS 模块接口编程 STM32F103C8
本项目末尾给出了使用 STM32 使用 GPS 模块查找位置的完整程序。STM32F103C8 可以使用 Arduino IDE 进行编程，只需通过 USB 端口将其连接到 PC。确保在上传代码时移除引脚 TX 和 RX，并在上传后连接。
要将 GPS 与 STM32 连接，首先我们必须从 GitHub 链接TinyGPSPlus下载一个库。下载库后，可以通过Sketch -> Include Library -> Add .zip Library 将其包含在 Arduino IDE 中。相同的库可用于将GPS 与 Arduino 连接。
所以首先包括必要的库文件并为 16x2 LCD 定义引脚：
#include <LiquidCrystal.h>
#include <TinyGPS++.h>
const int rs = PB11, en = PB10, d4 = PB0, d5 = PB1, d6 = PC13, d7 = PC14;
LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7);
然后创建一个名为gps的对象，属于 TinyGPSPlus 类。
TinyGPSPlus gps;
接下来在无效设置中，使用Serial1.begin(9600)开始与 GPS 模块的串行通信。Serial1用作STM32F103C8的Serial 1端口（引脚-PA9、PA10）。
Serial1.begin(9600);
然后显示欢迎消息一段时间。
lcd.begin(16,2);
lcd.print("Circuit Digest");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("STM32 with GPS");
delay(4000);
lcd.clear();
接下来在void loop() 中，我们从 GPS 接收纬度和经度，并检查接收到的数据是否有效，并在串口监视器和 LCD 中显示信息。
检查可用的位置数据是否有效
loc_valid = gps.location.isValid();
接收纬度数据
lat_val = gps.location.lat();
接收经度数据
lng_val = gps.location.lng();
如果接收到无效数据，它会在串行监视器中显示“*****”，并在 LCD 中显示“waiting”。
if (!loc_valid)
{
lcd.print("Waiting");
Serial.print("Latitude : ");
Serial.println("*****");
Serial.print("Longitude : ");
Serial.println("*****");
delay(4000);
lcd.clear();
}
如果收到有效数据，纬度和经度将显示在串行监视器和 LCD 显示屏上。
lcd.clear();
Serial.println("GPS READING: ");
Serial.print("Latitude : ");
Serial.println(lat_val, 6);
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("LAT:");
lcd.print(lat_val,6);
Serial.print("Longitude : ");
Serial.println(lng_val, 6);
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("LONG:");
lcd.print(lng_val,6);
delay(4000);
以下函数提供读取数据的延迟。它一直在串口上寻找数据。
static void GPSDelay(unsigned long ms)
{
unsigned long start = millis();
do
{
while (Serial1.available())
gps.encode(Serial1.read());
} while (millis() - start < ms);
}
使用 GPS 和 STM32 查找经纬度
建立设置并上传代码后，确保将 GPS 模块放置在空旷区域以快速接收信号。有时需要几分钟才能收到信号，因此请稍等片刻。当 GPS 模块开始接收信号时，LED 将开始闪烁，并且位置坐标将显示在 LCD 显示屏上。
您可以使用谷歌地图验证位置的纬度和经度。只需在打开 GPS 的情况下转到 Google 地图，然后单击蓝点。它将显示带有纬度和经度的地址，如下图所示
下面给出了完整的代码：
代码
#include <LiquidCrystal.h> //Library for using LCD display functions
#include <TinyGPS++.h> //Library for using GPS functions
const int rs = PB11, en = PB10, d4 = PB0, d5 = PB1, d6 = PC13, d7 = PC14; //LCD pins connected with STM32
LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7);
TinyGPSPlus gps; //Object gps for class TinyGPSPlus
void setup()
{
Serial1.begin(9600); //Begins Serial comunication at Serial Port 1 at 9600 baudrate
lcd.begin(16,2); //Sets display in 16x2 Mode
lcd.print("Circuit Digest");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("STM32 with GPS");
delay(4000);
lcd.clear();
}
void loop()
{
GPSDelay(1000);
unsigned long start;
double lat_val, lng_val;
bool loc_valid;
lat_val = gps.location.lat(); //Gets the latitude
loc_valid = gps.location.isValid();
lng_val = gps.location.lng(); //Gets the longitude
if (!loc_valid) //Excecutes when invalid data is received from GPS
{
lcd.print("Waiting");
Serial.print("Latitude : ");
Serial.println("*****");
Serial.print("Longitude : ");
Serial.println("*****");
delay(4000);
lcd.clear();
}
else //Excutes when valid data is received from GPS
{
lcd.clear();
Serial.println("GPS READING: ");
Serial.print("Latitude : ");
Serial.println(lat_val, 6); //Prints latitude at Serial Monitor
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("LAT:");
lcd.print(lat_val,6); //Prints latitude at LCD display
Serial.print("Longitude : ");
Serial.println(lng_val, 6); //Prints longitude at Serial monitor
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("LONG:");
lcd.print(lng_val,6); //Prints longitude at LCD display
delay(4000);
}
}
static void GPSDelay(unsigned long ms) //Delay for receiving data from GPS
{
unsigned long start = millis();
do
{
while (Serial1.available())
gps.encode(Serial1.read());
} while (millis() - start < ms);
}
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