โมดูล Gps (ublox neo 6m) เชื่อมต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์ avr atmega16 / 32

โมดูลGPSใช้กันอย่างแพร่หลายในแอพพลิเคชั่นอิเล็กทรอนิกส์เพื่อติดตามตำแหน่งตามพิกัดลองจิจูดและละติจูด ระบบติดตามยานพาหนะนาฬิกา GPS ระบบแจ้งเตือนการตรวจจับอุบัติเหตุการนำทางจราจรระบบเฝ้าระวัง ฯลฯ เป็นตัวอย่างบางส่วนที่จำเป็นต้องใช้ฟังก์ชัน GPS GPS ให้ระดับความสูงละติจูดลองจิจูดเวลา UTC และข้อมูลอื่น ๆ อีกมากมายเกี่ยวกับตำแหน่งนั้น ๆ ซึ่งนำมาจากดาวเทียมมากกว่าหนึ่งดวง ในการอ่านข้อมูลจาก GPS จำเป็นต้องใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ดังนั้นที่นี่เราจึงเชื่อมต่อโมดูล GPS กับไมโครคอนโทรลเลอร์ AVR Atmega16และพิมพ์ลองจิจูดและละติจูดบนจอ LCD 16x2

ส่วนประกอบที่จำเป็น

Atmega16 / 32
โมดูล GPS (uBlox Neo 6M GPS)
สายอากาศยาว
16x2 LCD
2.2k ตัวต้านทาน
ตัวเก็บประจุ 1000uf
ตัวเก็บประจุ 10uF
สายเชื่อมต่อ
LM7805
แจ็ค DC
อะแดปเตอร์ 12v DC
Burgstips
PCB หรือ PCB สำหรับวัตถุประสงค์ทั่วไป

Ublox Neo 6M เป็นโมดูล GPS แบบอนุกรมที่ให้รายละเอียดตำแหน่งผ่านการสื่อสารแบบอนุกรม มีสี่หมุด

พิน	คำอธิบาย
Vcc	แหล่งจ่ายไฟ 2.7 - 5V
Gnd	พื้น
TXD	ส่งข้อมูล
RXD	รับข้อมูล

โมดูล GPS Ublox neo 6M สามารถใช้งานร่วมกับ TTL ได้และมีการระบุข้อมูลจำเพาะด้านล่าง

จับเวลา	เริ่มเย็น: 27 วินาทีเริ่มร้อน: 1 วินาที
โปรโตคอลการสื่อสาร	NMEA
การสื่อสารแบบอนุกรม	9600bps, 8 บิตข้อมูล, 1 บิตหยุด, ไม่มีความเท่าเทียมกันและไม่มีการควบคุมการไหล
กระแสไฟฟ้าที่ใช้งาน	45mA

การรับข้อมูลตำแหน่งจาก GPS

โมดูล GPS จะส่งข้อมูลในหลาย ๆ สตริงที่ 9600 Baud Rate หากเราใช้เทอร์มินัล UART ที่มีอัตรารับส่งข้อมูล 9600 เราสามารถดูข้อมูลที่ GPS ได้รับ

โมดูล GPS ส่งข้อมูลตำแหน่งการติดตามแบบเรียลไทม์ในรูปแบบ NMEA (ดูภาพหน้าจอด้านบน) รูปแบบ NMEA ประกอบด้วยหลายประโยคโดยมีสี่ประโยคสำคัญด้านล่าง สามารถดูรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับ ประโยค NMEA และรูปแบบข้อมูลได้ที่นี่

$ GPGGA: ข้อมูลการแก้ไขระบบกำหนดตำแหน่งบนโลก
$ GPGSV: ดาวเทียม GPS ในมุมมอง
$ GPGSA: GPS DOP และดาวเทียมที่ใช้งานอยู่
$ GPRMC: ข้อมูล GPS / การขนส่งขั้นต่ำที่แนะนำ

เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับข้อมูล GPS และสตริง NMEA ที่นี่

นี่คือข้อมูลที่ GPS ได้รับเมื่อเชื่อมต่อด้วยอัตราบอด 9600

$ 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, ก, ก * 65

เมื่อเราใช้โมดูลจีพีเอส สำหรับการติดตามสถานที่ใด ๆ เราจะต้องพิกัดและเราสามารถหานี้ในสตริง เฉพาะ $ GPGGA (Global Positioning System Fix Data) โดยส่วนใหญ่จะใช้ในโปรแกรมและสตริงอื่น ๆ จะถูกละเว้น

$ GPGGA, 141848.00,2237.63306, N, 08820.86316, E, 1,03,2.56,1.9, M, -54.2, M,, * 74

ความหมายของเส้นนั้นคืออะไร?

ความหมายของบรรทัดนั้นคือ: -

1. สตริงจะขึ้นต้นด้วยเครื่องหมาย“ $” เสมอ

2. GPGGA ย่อมาจาก Global Positioning System Fix Data

3. “,” ลูกน้ำหมายถึงการแยกระหว่างสองค่า

4. 141848.00: GMT เวลาเป็น 14 (ชม.): 18 (นาที): 48 (วินาที): 00 (มิลลิวินาที)

5. 2237.63306, N: ละติจูด 22 (องศา) 37 (นาที) 63306 (วินาที) เหนือ

6. 08820.86316, E: ลองจิจูด 088 (องศา) 20 (นาที) 86316 (วินาที) ตะวันออก

7. 1: แก้ไขปริมาณ 0 = ข้อมูลไม่ถูกต้อง, 1 = ข้อมูลที่ถูกต้อง, 2 = แก้ไข DGPS

8. 03: จำนวนดาวเทียมที่รับชมในปัจจุบัน

9. 1.0: HDOP

10. 2.56, M: ระดับความสูง (ความสูงเหนือระดับน้ำทะเลเป็นเมตร)

11. 1.9, M: ความสูงของ Geoids

12. * 74: เช็คซัม

ดังนั้นเราจึงต้องการหมายเลข 5 และหมายเลข 6 เพื่อรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งโมดูลหรือที่ตั้งของโมดูล ในโครงการนี้เราได้ใช้ห้องสมุด GPS ที่มีฟังก์ชันบางอย่างเพื่อดึงละติจูดและลองจิจูดดังนั้นเราจึงไม่ต้องกังวลเรื่องนั้น

ก่อนหน้านี้เราได้เชื่อมต่อ GPS กับไมโครคอนโทรลเลอร์อื่น ๆ:

วิธีใช้ GPS กับ Arduino
การสอนการเชื่อมต่อโมดูล Raspberry Pi GPS
การเชื่อมต่อโมดูล GPS กับไมโครคอนโทรลเลอร์ PIC
ติดตามยานพาหนะบน Google Maps โดยใช้ Arduino, ESP8266 และ GPS

ตรวจสอบโครงการที่เกี่ยวข้องกับ GPS ทั้งหมดที่นี่

แผนภูมิวงจรรวม

แผนภาพวงจรสำหรับการเชื่อมต่อ GPS กับไมโครคอนโทรลเลอร์ AVR Atemga16มีดังนี้:

ระบบทั้งหมดใช้พลังงานจากอะแดปเตอร์ DC 12v แต่วงจรทำงานที่ 5v ดังนั้นแหล่งจ่ายไฟจึงถูกควบคุมเป็น 5v โดยตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า LM7805 จอ LCD 16x2 ถูกกำหนดค่าในโหมด 4 บิตและการเชื่อมต่อพินจะแสดงในแผนภาพวงจร GPS ยังใช้พลังงานจาก 5v และขา tx เชื่อมต่อโดยตรงกับ Rx ของไมโครคอนโทรลเลอร์ Atmega16 ออสซิลเลเตอร์คริสตัล 8MHz ใช้เพื่อนาฬิกาไมโครคอนโทรลเลอร์

ขั้นตอนในการเชื่อมต่อ GPS กับไมโครคอนโทรลเลอร์ AVR

ตั้งค่าคอนฟิกของไมโครคอนโทรลเลอร์ซึ่งรวมถึงคอนฟิกูเรชันออสซิลเลเตอร์
ตั้งค่าพอร์ตที่ต้องการสำหรับ LCD รวมถึงการลงทะเบียน DDR
เชื่อมต่อโมดูล GPS กับไมโครคอนโทรลเลอร์โดยใช้ USART
เริ่มต้นระบบ UART ในโหมด ISR ด้วยอัตรารับส่งข้อมูล 9600 และ LCD ในโหมด 4 บิต
ใช้อาร์เรย์อักขระสองตัวขึ้นอยู่กับความยาวของละติจูดและลองจิจูด
รับครั้งละหนึ่งอักขระและตรวจสอบว่าเริ่มต้นจาก $ หรือไม่
หากได้รับ $ แสดงว่าเป็นสตริงเราต้องตรวจสอบ $ GPGGA ตัวอักษร 6 ตัวนี้รวมถึง $
หากเป็น GPGGA ให้รับสตริงที่สมบูรณ์และตั้งค่าแฟล็ก
จากนั้นแยกละติจูดและลองจิจูดด้วยทิศทางในสองอาร์เรย์
ในที่สุดพิมพ์อาร์เรย์ละติจูดและลองจิจูดใน LCD

คำอธิบายรหัส

โค้ดที่สมบูรณ์พร้อมวิดีโอสาธิตจะได้รับในตอนท้ายซึ่งจะมีการอธิบายบางส่วนที่สำคัญของโค้ด

ก่อนอื่นรวมส่วนหัวที่จำเป็นบางส่วนในโค้ดจากนั้นเขียน MACROS ของ bitmask สำหรับการกำหนดค่า LCD และ UART

# กำหนด F_CPU 8000000ul # รวม # รวม # รวม / *** MACROS * / # กำหนด USART_BAUDRATE 9600 # กำหนด BAUD_PRESCALE (((F_CPU / (USART_BAUDRATE * 16UL))) - 1) # กำหนด LCDPORTDIR DDRB # กำหนด LCDPORT PORTB #define rs 0 # กำหนด rw 1 #define 2 # กำหนด RSLow (LCDPORT & = ~ (1 < # กำหนด RSHigh (LCDPORT - = (1 < # กำหนด RWLow (LCDPORT & = ~ (1 < # กำหนด ENLow (LCDPORT & = ~ (1 < # กำหนด ENHigh (LCDPORT - = (1 < enum { CMD = 0, DATA, };

ตอนนี้ประกาศและเริ่มต้นตัวแปรและอาร์เรย์สำหรับจัดเก็บสตริง GPS ลองจิจูดและแฟล็ก

ถ่าน buf; ดัชนีระเหยระเหยธง stringReceived; ถ่าน gpgga = {'$', 'G', 'P', 'G', 'G', 'A'}; ละติจูดถ่าน; ตรรกะถ่าน;

หลังจากนั้นเราก็มีฟังก์ชั่น LCD Driver เพื่อขับเคลื่อน LCD

โมฆะ lcdwrite (ถ่าน ch, ถ่าน r) { LCDPORT = ch & 0xF0; RWLow; ถ้า (r == 1) RSHigh; อื่น RSLow; สูง; _delay_ms (1); ENLow; _delay_ms (1); LCDPORT = ch << 4 & 0xF0; RWLow; ถ้า (r == 1) RSHigh; อื่น RSLow; สูง; _delay_ms (1); ENLow; _delay_ms (1); } โมฆะ lcdprint (ถ่าน * str) { while (* str) { lcdwrite (* str ++, DATA); // __ delay_ms (20); } } โมฆะ lcdbegin () { ถ่าน lcdcmd = {0x02,0x28,0x0E, 0x06,0x01}; สำหรับ (int i = 0; i <5; i ++) lcdwrite (lcdcmd, CMD); }

หลังจากนั้นเราได้เริ่มต้นการสื่อสารแบบอนุกรมกับ GPS และเปรียบเทียบสตริงที่ได้รับกับ "GPGGA":

เป็นโมฆะ serialbegin () { UCSRC = (1 << URSEL) - (1 << UCSZ0) - (1 << UCSZ1); UBRRH = (BAUD_PRESCALE >> 8); UBRRL = BAUD_PRESCALE; UCSRB = (1 < } ISR (USART_RXC_vect) { ถ่าน ch = UDR; buf = ch; ind ++; ถ้า (ind <7) { if (buf! = gpgga) // $ GPGGA ind = 0; } if (ind> = 50) stringReceived = 1; } โมฆะ serialwrite (ถ่าน ch) { while ((UCSRA & (1 << UDRE)) == 0); UDR = ch; }

ตอนนี้ถ้าสตริงที่ได้รับจับคู่กับ GPGGA สำเร็จแล้วในฟังก์ชัน หลัก แยกและแสดงพิกัดละติจูดและลองจิจูดของตำแหน่ง:

LCDwrite (0x80,0); lcdprint ("Lat:"); serialprint ("ละติจูด:"); สำหรับ (int i = 15; i <27; i ++) { latitude = buf; lcdwrite (ละติจูด 1); Serialwrite (ละติจูด); ถ้า (i == 24) { lcdwrite ('', 1); ผม ++; } } serialprintln (""); lcdwrite (192,0); lcdprint ("บันทึก:"); serialprint ("ตรรกะ:"); สำหรับ (int i = 29; i <41; i ++) { logitude = buf; lcdwrite (ตรรกะ 1); Serialwrite (ลอจิจูด); ถ้า (i == 38) { lcdwrite ('', 1); ผม ++; } }

นี่คือวิธีที่โมดูล GPS สามารถเชื่อมต่อกับ ATmega16เพื่อค้นหาพิกัดตำแหน่ง

ค้นหาโค้ดทั้งหมดและวิดีโอการทำงานด้านล่าง