GPS 模块广泛用于电子应用中，以基于经度和纬度坐标跟踪位置。车辆跟踪系统，GPS时钟，事故检测警报系统，交通导航，监视系统等是GPS功能必不可少的示例。GPS提供了高度，纬度，经度，UTC时间以及有关特定位置的许多其他信息，这些信息取自不止一颗卫星。要从GPS读取数据，需要一个微控制器，因此在这里，我们将GPS模块与AVR微控制器Atmega16连接，并在16x2 LCD显示屏上打印经度和纬度。
所需组件
- Atmega16 / 32
- GPS模块（uBlox Neo 6M GPS）
- 长线天线
- 16x2 LCD
- 2.2k电阻
- 1000uf电容器
- 10uF电容器
- 连接线
- LM7805
- DC插孔
- 12v DC适配器
- Burgstips
- PCB或通用PCB
Ublox Neo 6M 是一个串行GPS模块，可通过串行通信提供位置详细信息。它有四个针脚。
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销 |
描述 |
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Vcc |
2.7 – 5V电源 |
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nd |
地面 |
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TXD |
传输资料 |
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接收器 |
接收资料 |
Ublox neo 6M GPS模块兼容TTL，其规格如下。
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捕捉时间 |
冷启动：27s，热启动：1s |
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通讯协议 |
NMEA |
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串行通讯 |
9600bps，8个数据位，1个停止位，无奇偶校验和无流量控制 |
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工作电流 |
45毫安 |
从GPS获取位置数据
GPS模块将以9600波特率以多个字符串传输数据。如果我们使用波特率为9600的UART终端，则可以看到GPS接收到的数据。
GPS模块 以NMEA格式发送实时跟踪位置数据（请参见上面的屏幕截图）。NMEA格式由几个句子组成，其中四个重要句子如下。有关NMEA语句 及其数据格式的更多详细信息，请 参见此处。
- $ GPGGA：全球定位系统修复数据
- $ GPGSV：可以看到GPS卫星
- $ GPGSA：GPS DOP和活动卫星
- $ GPRMC：建议的最低特定GPS /公交数据
在此处了解有关GPS数据和NMEA字符串的更多信息。
这是GPS以9600波特率连接时收到的数据。
$ GPRMC，141848.00，A，2237.63306，N，08820.86316，E，0.553，，100418,,, A * 73 $ GPVTG,, T,, M，0.553，N，1.024，K，A * 27 $ GPGGA，141848.00， 2237.63306，N，08820.86316，E，1,03,2.56,1.9，M，-54.2，M，* 74 $ GPGSA，A，2,06,02,05,,,,,,,, 2.75， 2.56,1.00 * 02 $ GPGSV，1,1,04,02,59,316,30,05,43,188,25,06,44,022,23,25,03,324，* 76 $ GPGLL，2237.63306，N，08820.86316，E，141848.00 ，A，A * 65
当我们使用GPS模块 跟踪任何位置时，我们只需要坐标，就可以在$ GPGGA string中找到它。仅$ GPGGA（全球定位系统修复数据）字符串主要用于程序中，而其他字符串则被忽略。
$ GPGGA，141848.00,2237.63306，N，08820.86316，E，1,03,2.56,1.9，M，-54.2，M,, * 74
那条线是什么意思？
该行的含义是：-
1.字符串始终以“ $”符号开头
2. GPGGA代表全球定位系统修复数据
3.“，”逗号表示两个值之间的分隔
4. 141848.00：GMT时间为14（hr）：18（min）：48（sec）：00（ms）
5. 2237.63306，N：北纬22（度）37（分钟）63306（秒）
6. 08820.86316，E：经度088（度）20（分钟）86316（秒）东
7. 1：修复数量0 =无效数据，1 =有效数据，2 = DGPS修复
8. 03：当前查看的卫星数。
9. 1.0：HDOP
10. 2.56，M：海拔（海拔高度，以米为单位）
11. 1.9，M：大地水准面高度
12. * 74：校验和
因此，我们需要5号和6号来收集有关模块位置或模块位置的信息。在此项目中，我们使用了GPS库，该库提供了一些提取纬度和经度的功能，因此我们不必为此担心。
我们以前将GPS与其他微控制器接口：
- 如何在Arduino上使用GPS
- Raspberry Pi GPS模块接口教程
- GPS模块与PIC单片机的接口
- 使用Arduino，ESP8266和GPS在Google Maps上跟踪车辆
在此处检查所有与GPS相关的项目。
电路原理图
GPS与AVR Atemga16微控制器接口的电路图如下：
整个系统由12v直流适配器供电，但电路工作在5v电压下，因此电源通过LM7805稳压器调节至5v。16x2 LCD配置为4位模式，其引脚连接在电路图中显示。GPS还由5v供电，其tx引脚直接连接到Atmega16微控制器的Rx。8MHz晶体振荡器用于为微控制器提供时钟。
GPS与AVR微控制器接口的步骤
- 设置微控制器的配置，包括振荡器配置。
- 设置LCD的所需端口，包括DDR寄存器。
- 使用USART将GPS模块连接到微控制器。
- 在ISR模式下初始化系统UART，波特率为9600，LCD在4位模式下初始化。
- 根据纬度和经度的长度获取两个字符数组。
- 一次接收一个字符位，然后检查它是否从$开始。
- 如果收到$，则它是一个字符串，我们需要检查$ GPGGA，这6个字母包括$。
- 如果它是GPGGA，则接收完整的字符串并设置标志。
- 然后以两个数组的方向提取纬度和经度。
- 最后，在LCD中打印纬度和经度数组。
代码说明
最后给出了带有演示视频的完整代码，在此说明了代码的一些重要部分。
首先，在代码中包含一些必需的标头，然后为LCD和UART配置写入位掩码的MACROS。
# 定义F_CPU 8000000ul #包括#包括
现在声明并初始化一些变量和数组，以存储GPS字符串，纬度经度和标志。
char buf; volatile char ind，flag，stringReceived; char gpgga = {'$'，'G'，'P'，'G'，'G'，'A'}; 字符纬度 字符逻辑
之后，我们具有一些LCD驱动器功能来驱动LCD。
无效lcdwrite（char ch，char r） { LCDPORT = ch&0xF0; RWLow； if（r == 1） RSHigh; 否则 RSLow; ENHigh; _delay_ms（1）; 低; _delay_ms（1）; LCDPORT = ch << 4&0xF0; RWLow； if（r == 1） RSHigh; 否则 RSLow; ENHigh; _delay_ms（1）; 低; _delay_ms（1）; } void lcdprint（char * str） { while（* str） { lcdwrite（* str ++，DATA）; // __ delay_ms（20）; } } void lcdbegin（） { char lcdcmd = {0x02,0x28,0x0E，0x06,0x01}; for（int i = 0; i <5; i ++） lcdwrite（lcdcmd，CMD）; }
之后，我们初始化了与GPS的串行通信，并将接收到的字符串与“ GPGGA”进行比较：
void serialbegin（） { UCSRC =（1 << URSEL）-（1 << UCSZ0）-（1 << UCSZ1）; UBRRH =（BAUD_PRESCALE >> 8）; UBRRL = BAUD_PRESCALE; UCSRB =（1 <
现在，如果接收到的字符串与GPGGA成功匹配，则在 主 函数中提取并显示位置的纬度和经度坐标：
lcdwrite（0x80,0）; lcdprint（“ Lat：”）; serialprint（“ Latitude：”）; for（int i = 15; i <27; i ++） { latitude = buf; lcdwrite（latitude，1）; serialwrite（latitude）; if（i == 24） { lcdwrite（''，1）; i ++; } } serialprintln（”“）; lcdwrite（192,0）; lcdprint（“ Log：”）; serialprint（“ Logitude：”）; for（int i = 29; i <41; i ++） { logitude = buf; lcdwrite（logitude，1）; serialwrite（logitude）; if（i == 38） { lcdwrite（''，1）; i ++; } }
因此，这就是将GPS模块与ATmega16连接以查找位置坐标的方式。
在下面找到完整的代码和工作视频。