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用PIC16F874單片機進行GPS串口數據接收

作者: 時間:2012-01-14 來源:網絡 收藏

 目前GPS(全球定位系統(tǒng))定位應用市場日趨成熟,正在進入應用的高速發(fā)展時期。本文以一款EverMore公司的GM-X205GPS接受模塊為例,介紹了其數據格式,以及應用單片機RS232串口進行數據接收的程序。
1、 GPS應用簡介


  近年來GPS系統(tǒng),已經在大地測繪、海上漁用、車輛定位監(jiān)控、建筑、農業(yè)等各個領域得到廣泛應用。從九十年代我國引進GPS定位技術開始,經過十多年的市場培育,GPS定位應用進入了發(fā)展的最好時機,未來十年基于GPS的應用將會改變我們的生活和工作方式。


  目前市場上的大部分GPS接受模塊都是通過RS232串口與MCU進行數據傳輸的。這些數據包括經度、緯度、海拔高度、時間、衛(wèi)星使用情況等基本信息。開發(fā)人員再依據這些基本數據,進行數據處理來完成整套的定位系統(tǒng)軟件。

2、 GM-X205模塊數據格式


  在進行數據接受編程之前,先介紹一下該模塊的數據格式。它支持NMEA-0183輸出格式。信息如下:


  GGA位置測定系統(tǒng)定位資料(Global Positioning System Fix Data)
  GSV 導航衛(wèi)星資料(GNSS Satellites in View)
  RMC導航衛(wèi)星特定精簡資料(Recommended Minimum Specific GNSS Data)
  VTG 方向及速度等相關資料(Course Over Ground and Ground Speed)
  由于文章篇幅問題,筆者在這里只以接收GGA數據為例,格式如下:
  $GPGGA,hhmmss,dddmm.mmmm,a,dddmm.mmmm,a,x,xx,x.x,x.x,M,,M,x.x,xxxx*CS
  例:$GPGGA,033744,2446.5241,N,12100.1536,E,1,10,0.8,133.4,M,,,,*1F
  說明見表:
  
區(qū)域
名稱
單位
說明
1
信息ID
$GPGGA
GGA協(xié)議開始
2
UTC時間
033744
hhmmss
3
緯度
2446.5241
dddmm.mmmm
4
南/北半球指示
N
N=north ; S=south
5
經度
12100.1536
dddmm.mmmm
6
東/西半球指示
E
E=east ; W=west
7
定位指示
1
0 =未定位
1=定位SPS模式
2=定位DGPS, SPS模式
8
應位衛(wèi)星數
10
00-12
9
HDOP
0.8
10
海拔高度
133.4
11
海拔高度單位
M
12
WGS84水準面劃分
13
WGS-84水準面劃分單位
14
累計GPS數據微分
本模塊中不可用
15
參考工作站ID
本模塊中不可用
16
校驗位
*1F


  上面例子中,我們可讀出位置信息:北緯24度46.5241分,西經121度00.1536分
  格林威治時間:3點37分44秒

3、 數據接收程序


  筆者在系統(tǒng)中把接收到的數據處理后,顯示到圖形液晶屏上。限于篇幅在這里只給出數據接收部分程序,并且只接收經度和時間信息,并且給出格林威治時間轉換為北京時間的轉換函數。其他數據接收程序類似。
  ;**********************************************************
  ; THIS IS A GPS RECEIVER PROGRAM *
  ;**********************************************************
  LIST P=16F874
  INCLUDE P16F874.INC
  ;*******寄存器定義 ********************
  TEMP1 EQU 0X27
  W_TEMP EQU 0X54
  STATUS_TEMP EQU 0X55
  LONG1 EQU 0X40 ;LONG1--- LONG10經度的10位數據
  LONG2 EQU 0X41
  LONG3 EQU 0X42
  LONG4 EQU 0X43
  LONG5 EQU 0X44
  LONG6 EQU 0X45
  LONG7 EQU 0X46
  LONG8 EQU 0X47
  LONG9 EQU 0X48
  LONG10 EQU 0X49
  T1 EQU 0X58 ;T1---T6時間的6位數據
  T2 EQU 0X59
  T3 EQU 0X60
  T4 EQU 0X61
  T5 EQU 0X62
  T6 EQU 0X63
  ;********************************************************
  ORG 00H
  NOP
  NOP
  GOTO MAIN
  ORG 04H ;設定按中端健才開始數據接受
  NOP
  NOP
  GOTO INTERRUPT
  ;*********判斷頭文件是不是‘$GPGGA’**********
  IDMESSAGE
  BCF STATUS,RP0
  BREAK0
  CALL PAND
  MOVWF TEMP1
  MOVLW ‘$‘ ;detect $
  SUBWF TEMP1,0
  BTFSS STATUS,Z
  GOTO BREAK0
  CALL PAND
  MOVWF TEMP1
  MOVLW ‘G‘ ;detect G
  SUBWF TEMP1,0
  BTFSS STATUS,Z
  GOTO BREAK0
  CALL PAND
  MOVWF TEMP1
  MOVLW ‘P‘ ;detect P
  SUBWF TEMP1,0
  BTFSS STATUS,Z
  GOTO BREAK0
  CALL PAND
  MOVWF TEMP1
  MOVLW ‘G‘ ;detect G
  SUBWF TEMP1,0
  BTFSS STATUS,Z
  GOTO BREAK0
  CALL PAND
  MOVWF TEMP1
  MOVLW ‘G‘ ;detect G
  SUBWF TEMP1,0
  BTFSS STATUS,Z
  GOTO BREAK0
  CALL PAND
  MOVWF TEMP1
  MOVLW ‘A‘ ;detect A
  SUBWF TEMP1,0
  BTFSS STATUS,Z
  GOTO BREAK0
  CALL PAND ;跳過逗號
  RETURN
  ;************接收函數******************
  RECEIVE
  CALL PAND ;開始時間數據接收
  MOVWF T1
  CALL PAND
  MOVWF T2
  CALL PAND
  MOVWF T3
  CALL PAND
  MOVWF T4
  CALL PAND
  MOVWF T5
  CALL PAND
  MOVWF T6 ;時間數據接收完成
  CALL PAND ;跳過逗號
  CALL PAND ;跳過10位緯度數據---開始
  CALL PAND
  CALL PAND
  CALL PAND
  CALL PAND
  CALL PAND
  CALL PAND
  CALL PAND
  CALL PAND
  CALL PAND ;跳過10位緯度數據---結束
  CALL PAND ;跳過逗號
  CALL PAND ;跳過南/北緯判斷位數據
  CALL PAND ;跳過逗號
  CALL PAND ;接受經度信號開始
  MOVWF LONG1
  CALL PAND
  MOVWF LONG2
  CALL PAND
  MOVWF LONG3
  CALL PAND
  MOVWF LONG4
  CALL PAND
  MOVWF LONG5
  CALL PAND
  MOVWF LONG6
  CALL PAND
  MOVWF LONG7
  CALL PAND
  MOVWF LONG8
  CALL PAND
  MOVWF LONG9
  CALL PAND
  MOVWF LONG10 ;接受經度信號結束
  RETURN
  ;***************串口寄存器中是否數據*****************
  PAND
  BCF STATUS,RP0
  CC BTFSS PIR1,5
  GOTO CC
  MOVF RCREG,0
  RETURN
  ;*****************中斷函數***************************
  INTERRUPT
  BCF INTCON,7 ;SET GIE=0屏蔽所有中端
  BCF STATUS,RP0
  BCF RCSTA,1 ;清除溢出錯誤位
  BSF STATUS,RP0
  BCF TXSTA,2 ;BRGH=0 Low speed
  BCF TXSTA,4 ;Set Asynchronous mode
  MOVLW 0X0C
  MOVWF SPBRG ;設置波特率為4800
  BCF STATUS,RP0
  MOVLW B‘10010000‘
  MOVWF RCSTA ;串口接收相關設置
  BSF STATUS,RP0
  BSF OPTION_REG,6 ; RB0/INT 引腳上升沿中斷
  MOVWF W_TEMP
  SWAPF STATUS,W
  BCF STATUS,RP0
  MOVWF STATUS_TEMP
  BCF STATUS,RP0
  CALL IDMESSAGE
  CALL RECEIVE
  BCF STATUS,RP0
  CLRF RCSTA ;清除串口設置
  CALL CONVERT ;調用時間轉換函數
  OUT BCF STATUS,RP0 ;跳出中斷部分,恢復寄存器
  SWAPF STATUS_TEMP,W
  MOVWF STATUS
  SWAPF W_TEMP,F
  SWAPF W_TEMP,W
  BSF INTCON,7 ;SET GIE=1允許所有中端
  NOP
  RETFIE
  ;************ 格林威治時間轉換為北京時間******************
  CONVERT
  MOVLW A‘0‘
  SUBWF T2,1
  SUBWF T1,1
  MOVLW D‘10‘
  MOVWF TEMP1
  LOOP1 MOVF TEMP1,0
  MOVF TEMP1,1
  BTFSS STATUS,Z
  GOTO ADD10
  MOVLW D‘8‘
  ADDWF T2,1
  MOVLW D‘24‘
  SUBWF T2,1
  BTFSC STATUS,C
  GOTO CON1
  ADDWF T2,1
  GOTO CON1
  CON1 MOVLW D‘20‘
  MOVWF TEMP1
  SUBWF T2,0
  BTFSS STATUS,C
  GOTO CON2
  MOVWF T2
  MOVLW 0X02
  MOVWF T1
  GOTO HALT1
  CON2 MOVLW D‘10‘
  MOVWF TEMP1
  SUBWF T2,0
  BTFSS STATUS,C
  GOTO CON3
  MOVWF T2
  MOVLW 0X01
  MOVWF T1
  GOTO HALT1
  CON3 MOVLW 0X00
  MOVWF T1
  HALT1 MOVLW A‘0‘
  ADDWF T1,1
  ADDWF T2,1
  RETURN
  ADD10 MOVF T1,0
  ADDWF T2,1
  DECF TEMP1,1
  GOTO LOOP1
  RETURN
  ;******************MAIN***********************
  MAIN
  BCF STATUS,RP0
  MOVLW B‘10010000‘
  MOVWF INTCON ;打開中斷
  LOOP NOP
  BCF STATUS,RP0
  GOTO LOOP
  GOTO MAIN
  END


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