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30 分钟

使用M20050-1和ATmega644制作您的GPS追踪设备

您的导航灯塔!

GPS 5 Click with EasyAVR v7

已发布 6月 24, 2024

点击板

GPS 5 Click

开发板

EasyAVR v7

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega644

保持与周围世界的连接,轻松找到前进的方向。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

GPS 5 Click 基于 M20050-1,这是一个集成了天线的集成 GNSS 接收器模块,采用了 MediaTek MT3333 闪存芯片,由 Antenova 提供。M20050-1 同时跟踪 3 个 GNSS 星座(GPS+Galileo+GLONASS 或 GPS+北斗),显著增强了定位效果,并具有可配置的低功耗模式,捕获和跟踪灵敏度分别为 -163dBm 和 -165dBm。该模块提供室内和室外的多路径检测和补偿,并具有精确的 0.5ppm TXCO,确保短 TTFF 以及主动干扰消除 (AIC) 功能。由于其优良的特性,该 Click board 非常适用于资产跟踪/个人安全、导航设备和运动设备应用。M20050-1 具有三种省电模式:待机模式、备份模式和周期模式。待机模式是一种通过连接到 mikroBUS™ 插座的 STB 引脚的硬件信号或

通过软件命令启动的省电模式。它关闭模块的 RF 部分,使处理器进入待机模式。RTC 保持活动状态,并保持 RAM 电源以保持模块配置。周期模式是一种用户可配置模式,通过仅在短时间内唤醒模块以保持 FIX 数据来减少电流消耗。由于缺少主板电源 VCC,可以进入备份模式。因此,存在一个额外的备份电源(以电池形式),为接收器的 RAM 和 RTC 部分供电,并需要在所有时间都应用,以便备份模式正确运行。一旦启动,RTC 和所有配置以及任何星历数据都将被保存,以便在重新应用 VCC 后快速 TTFF。GPS 5 Click 使用 UART 接口与 MCU 通信,默认情况下使用常用的 UART RX 和 TX 引脚以 115200bps 速率运行,与主机 MCU 传输和交换数据。它还具有连接到 mikroBUS™ 插

座的 RST 引脚的低电平有效复位信号,激活 M20050-1 的硬件复位。复位功能也可以通过板载复位按钮使用。除了精确定位外,GPS 5 Click 还具有通过标记为 1PPS 的红色 LED 指示灯显示的精确定时信号,以及标记为 FIX 的蓝色 LED 指示灯,一旦获得 GPS 定位就会显示。此外,还可以使用外部有源天线(可以在我们的产品中找到),通过 mikroBUS™ 插座的 EN 引脚激活。此 Click board™ 只能在 3.3V 逻辑电压水平下运行。在使用不同逻辑电平的 MCU 之前,板必须执行适当的逻辑电压电平转换。然而,该 Click board™ 配备了包含函数和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

GPS 5 Click top side image
GPS 5 Click bottom side image

功能概述

开发板

EasyAVR v7 是第七代AVR开发板,专为快速开发嵌入式应用的需求而设计。它支持广泛的16位AVR微控制器,来自Microchip,并具有一系列独特功能,如强大的板载mikroProg程序员和通过USB的在线电路调试器。开发板布局合理,设计周到,使得最终用户可以在一个地方找到所有必要的元素,如开关、按钮、指示灯、连接器等。EasyAVR v7 通过每个端口的四种不同连接器,比以往更高效地连接附件板、传感器和自定义电子产品。EasyAVR v7 开发板的每个部分

都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。一个集成的mikroProg,一个快速的USB 2.0程序员,带有mikroICD硬件在线电路调试器,提供许多有价值的编 程/调试选项和与Mikroe软件环境的无缝集成。除此之外,它还包括一个干净且调节过的开发板电源供应模块。它可以使用广泛的外部电源,包括外部12V电源供应,7-12V交流或9-15V直流通过DC连接器/螺丝端子,以及通过USB Type-B(USB-B)连接器的电源。通信选项如USB-UART和RS-232也包括在内,与

广受好评的mikroBUS™标准、三种显示选项(7段、图形和基于字符的LCD)和几种不同的DIP插座一起,覆盖了广泛的16位AVR MCU。EasyAVR v7 是Mikroe快速开发生态系统的一个组成部分。它由Mikroe软件工具原生支持,得益于大量不同的Click板™(超过一千块板),其数量每天都在增长,它涵盖了原型制作和开发的许多方面。

EasyAVR v7 horizontal image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

ATmega644

建筑

AVR

MCU 内存 (KB)

64

硅供应商

Microchip

引脚数

40

RAM (字节)

4096

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Reset
PA6
RST
External Antenna Activation
PA5
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Standby Mode
PD4
PWM
NC
NC
INT
UART TX
PD1
TX
UART RX
PD0
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

GPS 5 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

EasyAVR v7 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以EasyAVR v7作为您的开发板开始。

EasyAVR v7 front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
EasyAVR v7 Access DIP MB 1 - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
NECTO Compiler Selection Step Image hardware assembly
NECTO Output Selection Step Image hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Necto DIP image step 7 hardware assembly
EasyPIC PRO v7a Display Selection Necto Step hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Necto PreFlash Image hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

该库包含 GPS 5 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • gps5_set_rst_pin - 此函数设置 RST 引脚的逻辑状态。

  • gps5_generic_read - 此函数使用 UART 串行接口读取所需数量的数据字节。

  • gps5_parse_gngga - 此函数解析读取响应缓冲区中的 GNGGA 数据。

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * @file main.c
 * @brief GPS 5 Click Example.
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of GPS 5 click by reading and displaying
 * the GPS coordinates.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and resets the click board.
 *
 * ## Application Task
 * Reads the received data, parses the GNGGA info from it, and once it receives the position fix
 * it will start displaying the coordinates on the USB UART.
 *
 * ## Additional Function
 * - static void gps5_clear_app_buf ( void )
 * - static err_t gps5_process ( gps5_t *ctx )
 * - static void gps5_parser_application ( char *rsp )
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "gps5.h"

#define PROCESS_BUFFER_SIZE 200

static gps5_t gps5;
static log_t logger;

static char app_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
static int32_t app_buf_len = 0;
static int32_t app_buf_cnt = 0;

/**
 * @brief GPS 5 clearing application buffer.
 * @details This function clears memory of application buffer and reset its length and counter.
 * @return None.
 * @note None.
 */
static void gps5_clear_app_buf ( void );

/**
 * @brief GPS 5 data reading function.
 * @details This function reads data from device and concatenates data to application buffer.
 * @param[in] ctx : Click context object.
 * See #gps5_t object definition for detailed explanation.
 * @return @li @c  0 - Read some data.
 *         @li @c -1 - Nothing is read or Application buffer overflow.
 * See #err_t definition for detailed explanation.
 * @note None.
 */
static err_t gps5_process ( gps5_t *ctx );

/**
 * @brief GPS 5 parser application.
 * @param[in] rsp Response buffer.
 * @details This function logs GNSS data on the USB UART.
 * @return None.
 * @note None.
 */
static void gps5_parser_application ( char *rsp );

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    gps5_cfg_t gps5_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.
    gps5_cfg_setup( &gps5_cfg );
    GPS5_MAP_MIKROBUS( gps5_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( UART_ERROR == gps5_init( &gps5, &gps5_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    gps5_process( &gps5 );
    if ( app_buf_len > ( sizeof ( ( char * ) GPS5_RSP_GNGGA ) + GPS5_GNGGA_ELEMENT_SIZE ) ) 
    {
        gps5_parser_application( app_buf );
    }
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }
}

static void gps5_clear_app_buf ( void ) 
{
    memset( app_buf, 0, app_buf_len );
    app_buf_len = 0;
    app_buf_cnt = 0;
}

static err_t gps5_process ( gps5_t *ctx ) 
{
    int32_t rx_size = 0;
    char rx_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
    rx_size = gps5_generic_read( ctx, rx_buf, PROCESS_BUFFER_SIZE );
    if ( rx_size > 0 ) 
    {
        int32_t buf_cnt = 0;
        if ( ( app_buf_len + rx_size ) > PROCESS_BUFFER_SIZE ) 
        {
            gps5_clear_app_buf(  );
            return GPS5_ERROR;
        } 
        else 
        {
            buf_cnt = app_buf_len;
            app_buf_len += rx_size;
        }
        for ( int32_t rx_cnt = 0; rx_cnt < rx_size; rx_cnt++ ) 
        {
            if ( rx_buf[ rx_cnt ] ) 
            {
                app_buf[ ( buf_cnt + rx_cnt ) ] = rx_buf[ rx_cnt ];
            }
            else
            {
                app_buf_len--;
                buf_cnt--;
            }
        }
        return GPS5_OK;
    }
    return GPS5_ERROR;
}

static void gps5_parser_application ( char *rsp )
{
    char element_buf[ 100 ] = { 0 };
    if ( GPS5_OK == gps5_parse_gngga( rsp, GPS5_GNGGA_LATITUDE, element_buf ) )
    {
        static uint8_t wait_for_fix_cnt = 0;
        if ( strlen( element_buf ) > 0 )
        {
            log_printf( &logger, "\r\n Latitude: %.2s degrees, %s minutes \r\n", element_buf, &element_buf[ 2 ] );
            gps5_parse_gngga( rsp, GPS5_GNGGA_LONGITUDE, element_buf );
            log_printf( &logger, " Longitude: %.3s degrees, %s minutes \r\n", element_buf, &element_buf[ 3 ] );
            memset( element_buf, 0, sizeof( element_buf ) );
            gps5_parse_gngga( rsp, GPS5_GNGGA_ALTITUDE, element_buf );
            log_printf( &logger, " Altitude: %s m \r\n", element_buf );
            wait_for_fix_cnt = 0;
        }
        else
        {
            if ( wait_for_fix_cnt % 5 == 0 )
            {
                log_printf( &logger, " Waiting for the position fix...\r\n\n" );
                wait_for_fix_cnt = 0;
            }
            wait_for_fix_cnt++;
        }
        gps5_clear_app_buf(  );
    }
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

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