GPS模块与PIC微控制器的接口

GPS是全球定位系统的简称。它是一个提供准确的高度，纬度，经度，UTC时间以及许多其他信息的系统，这些信息取自2、3、4或更多颗卫星。要从GPS读取数据，我们需要一些微控制器，并且我们已经将GPS与Arduino和Raspberry Pi进行了接口。

我们选择了由U-blox制造的G7020 GPS模块。我们将从卫星接收特定位置的经度和纬度，并将其显示在16x2字符LCD上。因此，在这里我们将通过微芯片将GPS与PIC16F877A微控制器接口。

所需组件：

Pic16F877A – PDIP40封装
面包板
Pickit-3
5V适配器
液晶显示器JHD162A
uBLOX-G7020 GPS模块
连接外围设备的电线。
4.7k电阻器
1万锅
20mHz晶体
2个33pF陶瓷电容器

电路图和说明：-

PIC16F877A微控制器上连接了16x2字符LCD，其中RB0，RB1，RB2分别连接到LCD引脚RS，R / W和E.RB4，RB5，RB6和RB7跨LCD的4引脚D4，D5连接，D6，D7。LCD以4位模式或半字节模式连接。了解有关将LCD与PIC微控制器接口的更多信息。

一个20MHz的晶体振荡器，在OSC1和OSC2引脚之间连接了两个33pF的陶瓷电容器。它将为微控制器提供恒定的20 MHz时钟频率。

uBlox-G7020 GPS模块，使用UART接收和发送数据。PIC16F877A在芯片内部包含一个USART驱动器，我们将通过USART接收来自GPS模块的数据，因此将通过单片机的Rx引脚与GPS的Tx引脚以及通过GPS的Transmit引脚连接的USART接收引脚进行交叉连接。

uBlox-G7020的针脚具有颜色代码。正或5V引脚为红色，负或GND引脚为黑色，发送引脚为蓝色。

我已经将所有这些都连接到了面包板上。

从GPS获取位置数据：

让我们看看如何使用USART连接GPS并在16x2字符LCD上查看结果。

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，我们将看到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。

GPS与PIC单片机接口的步骤：-

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TRIS寄存器）。
使用USART将GPS模块连接到微控制器。
在9600波特率和4位LCD的连续接收模式下初始化系统USART。
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$开始。
如果$ Receive则为字符串，我们需要检查GPGGA，这5个字母和逗号。
如果是GPGGA，则我们将跳过时间，查找纬度和经度，然后将纬度和经度存储在两个字符数组中，直到未收到N（北）和E（东）。
我们将在LCD中打印阵列。
清除阵列。

代码说明：

让我们逐行查看代码。前几行用于设置配置位，这在上一教程中已进行了说明，因此我暂时跳过它们。完整的代码在本教程的结尾给出。

这五行用于包括库头文件， lcd.h 和 eusart.h 分别用于LCD和USART。而 xc.h 是单片机头文件。

#包括 #包括 #包括 #include“ supporing_cfile \ lcd.h” #include“ supporing_cfile \ eusart1.h”

在 void main（）函数中， system_init（） ; 功能用于初始化LCD和USART。

空隙主（无效）{ TRISB = 0x00; //设置为输出 system_init（）;

所述 lcd_init（）; 和 EUSART_Intialize（）; 从两个库 lcd.h 和 eusart.h中调用

void system_init（void）{ lcd_init（）; //这将初始化LCD EUSART1_Initialize（）; //这将初始化Eusart }

在 while 循环中，我们中断GPGGA字符串以获取经度和纬度坐标。我们一次接收一位，并将其与GPGGA字符串中存在的各个字符进行比较。

我们破坏了将得到的代码：

incomer_data = EUSART1_Read（）; //检查字符串'$ GPGGA'， / * ------------------------------逐步查找GPGGA行- --------------------------- * / if（incomer_data =='$'）{// GPS数据的第一条语句以$ sign incomer_data = EUSART1_Read（）; //如果第一个if为true，则进入下一阶段 if（incomer_data =='G'）{ incomer_data = EUSART1_Read（）; if（incomer_data =='P'）; { incomer_data = EUSART1_Read（）; if（incomer_data =='G'）; { incomer_data = EUSART1_Read（）; if（incomer_data =='G'）{ incomer_data = EUSART1_Read（）; if（incomer_data =='A'）{ incomer_data = EUSART1_Read（）; if（incomer_data =='，'）{//首先，收到 incomer_data = EUSART1_Read（）; //在此阶段，最后检查完成，找到了GPGGA。

通过使用此代码，我们跳过了UTC时间。

while（incomer_data！='，'）{//跳过格林尼治标准时间Time incomer_data = EUSART1_Read（）; }

该代码用于在字符数组中存储纬度和经度数据。

incomer_data = EUSART1_Read（）; 纬度= incomer_data; while（incomer_data！='，'）{ for（array_count = 1; incomer_data！='N'; array_count ++）{ incomer_data = EUSART1_Read（）; latitude = incomer_data; //存储纬度数据 } incomer_data = EUSART1_Read（）; if（incomer_data =='，'）{ for（array_count = 0; incomer_data！='E'; array_count ++）{ incomer_data = EUSART1_Read（）; 经度= incomer_data; //存储经度数据 } }

最后，我们在LCD上打印了经度和纬度。

array_count = 0; lcd_com（0x80）; // LCD第一行选择 while（array_count <12）{//纬度数据数组为11位 lcd_data（latitude）; //打印纬度数据 array_count ++; } array_count = 0; lcd_com（0xC0）; // LCD第二行选择 while（array_count <13）{//经度数据的数组为12位 lcd_data（longitude）; //打印经度数据 array_count ++; }

这是我们如何将GPS模块与PIC微控制器接口以获取当前位置的纬度和经度。

完整的代码和头文件在下面给出。