中级
20 分钟

使用TESEO-LIV4F和PIC32MZ2048EFM100提供精确的位置信息

支持同时多星座和多频段的GNSS(GPS/Galileo/Glonass/BeiDou/QZSS)

GNSS 9 Click with Curiosity PIC32 MZ EF

已发布 1月 08, 2025

点击板

GNSS 9 Click

开发板

Curiosity PIC32 MZ EF

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ2048EFM100

低功耗双频GNSS追踪,提供亚米级定位精度

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

GNSS 9 Click 基于 STMicroelectronics 的 TESEO-LIV4F,一款用于低功耗定位操作的双频 GNSS 模块。该模块集成了 Teseo IV 单片 GNSS 接收器,能够同时跟踪多个卫星星座,包括 GPS、Galileo、GLONASS、北斗和 QZSS,并支持 IRNSS 星座。无论环境多么复杂,该模块都能提供可靠的实时定位数据。尽管尺寸紧凑,TESEO-LIV4F 通过其集成的温度补偿晶体振荡器(TCXO)和实时钟(RTC)振荡器,实现了卓越的亚米级定位精度,确保了更短的首次定位时间(TTFF)。此外,该模块支持实时辅助 GNSS(RT-AGNSS),基于过去的观测数据预测卫星数据,从而提高了效率和准确性。它已通过 CE 认证,符合行业标准,具有广泛的应用性。该 GNSS 接收器支持多个频段,包括 GPS/QZSS 的 L1C/A(1575.42 MHz)和 L5C(1176.45 MHz),GLONASS 的 L1OF(1592.9525 到 1610.485 MHz),北斗的 B1i(1561.098 MHz)和 B2a

(1207.14 MHz),Galileo 的 E1(1575.42 MHz)和 E5a(1176.45 MHz),以及 SBAS 的 L1C/A。TESEO-LIV4F 模块将 Teseo IV 技术的高级精度和强大性能带入了广泛的应用领域。其嵌入式固件和评估环境简化了开发,使其适用于多种用例,包括车辆跟踪和车队管理、货物跟踪和物流、无人机和收费系统、防盗和紧急呼叫系统、公共交通和车辆诊断,以及人员和宠物定位解决方案、保险平台和车辆共享系统。GNSS 9 Click 通过 UART 接口与主机 MCU 通信,使用标准的 UART RX 和 TX 引脚,默认通信速率为 115200bps,确保高效的数据交换。它还提供一个 I2C 接口,用于与主机 MCU 在 I2C 高速模式(400kHz)下通信,但需要注意的是,I2C 接口只能以外围模式操作。除了接口引脚外,该 Click 板还包括一个重置引脚(RST)用于直接模块复位,以及一个外部中断信号(WUP),可以编程为各种功能,例如唤醒模块。此外,GNSS 9 Click 包括一个蓝色 

PPS LED 指示灯,结合 PPS 引脚,每秒检测一次 TESEO-LIV4F 的同步脉冲信号。PPS 功能默认启 用,模块将在获得 3D 定位后输出 PPS 信号。此 Click 板还具有一个 50Ω 阻抗的 SMA 天线连接器,与 MIKROE 提供的各种天线兼容,例如主动 GPS 天线,以增强连接性。外部天线电源并非总是默认激活,但可以通过 AON 引脚进行控制。该引脚激活 TPS22943 负载开关,使模块能够为天线的运行提供必要的电源。这种设计允许灵活控制外部天线的供电,确保仅在需要时供电。此外,在主电源故障的情况下,模块可以使用板背面连接的电池提供的备份电压,确保 Click 板可以作为独立设备工作。此 Click 板只能在 3.3V 逻辑电压水平下运行。使用不同逻辑电平的 MCU 之前,必须执行适当的逻辑电压电平转换。此外,它配备了一个库,包含易于使用的功能和示例代码,可用作进一步开发的参考。

GNSS 9 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Curiosity PIC32 MZ EF 开发板是一个完全集成的 32 位开发平台,特点是高性能的 PIC32MZ EF 系列(PIC32MZ2048EFM),该系列具有 2MB Flash、512KB RAM、集成的浮点单元(FPU)、加密加速器和出色的连接选项。它包括一个集成的程序员和调试器,无需额外硬件。用户可以通过 MIKROE 

mikroBUS™ Click™ 适配器板扩展功能,通过 Microchip PHY 女儿板添加以太网连接功能,使用 Microchip 扩展板添加 WiFi 连接能力,并通过 Microchip 音频女儿板添加音频输入和输出功能。这些板完全集成到 PIC32 强大的软件框架 MPLAB Harmony 中,该框架提供了一个灵活且模块化的接口

来应用开发、一套丰富的互操作软件堆栈(TCP-IP、USB)和易于使用的功能。Curiosity PIC32 MZ EF 开发板提供了扩展能力,使其成为连接性、物联网和通用应用中快速原型设计的绝佳选择。

Curiosity PIC32MZ EF double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

PIC32

MCU 内存 (KB)

2048

硅供应商

Microchip

引脚数

100

RAM (字节)

524288

你完善了我!

配件

主动 GPS 天线旨在增强您的 GPS 和 GNSS Click 板™ 的性能。这款外置天线结构坚固,适用于各种天气条件。凭借 1575.42MHz 的频率范围和 50Ohm 的阻抗,它确保了可靠的信号接收。天线在较宽的角度范围内提供大于 -4dBic 的增益,确保超过 75% 的覆盖率。± 5MHz 的带宽进一步保证了精确的数据采集。天线采用右旋圆极化 (RHCP),提供稳定的信号接收。其紧凑的尺寸为 48.5×39×15mm,配有 2 米长的电缆,安装方便。磁性天线类型与 SMA 公连接器确保了安全便捷的连接。如果您需要为定位设备提供可靠的外置天线,我们的主动 GPS 天线是完美的解决方案。

GNSS 9 Click accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Antenna Supply Control
RPB4
AN
Reset
RA9
RST
ID COMM
RPD4
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Module Wake-Up Interrupt
RPE8
PWM
Time Pulse
RF13
INT
UART TX
RPD10
TX
UART RX
RPD15
RX
I2C Clock
RPA14
SCL
I2C Data
RPA15
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

GNSS 9 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Curiosity PIC32MZ EF front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Curiosity PIC32 MZ EF作为您的开发板开始。

Curiosity PIC32MZ EF front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
Curiosity PIC32 MZ EF MB 1 Access - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Curiosity PIC32 MZ EF MCU Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step 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

GNSS 9 Click 演示应用程序使用 NECTO Studio开发,确保与 mikroSDK 的开源库和工具兼容。该演示设计为即插即用,可与所有具有 mikroBUS™ 插座的 开发板、入门板和 mikromedia 板完全兼容,用于快速实现和测试。

示例描述
此示例演示如何使用 GNSS 9 Click 读取和显示 GNSS 坐标。

关键功能:

  • gnss9_cfg_setup - 配置对象初始化函数。

  • gnss9_init - 初始化函数。

  • gnss9_get_pps_pin - 此函数返回 PPS 引脚的逻辑状态。

  • gnss9_reset_device - 此函数通过切换 RST 引脚重置设备。

  • gnss9_parse_gpgga - 此函数从读取的响应缓冲区中解析 GPGGA 数据。

应用初始化
初始化驱动程序并重置 Click 板。

应用任务
读取接收的数据,从中解析 GPGGA 信息,一旦收到位置修复数据,将开始在 USB UART 上显示坐标。

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 GNSS 9 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of GNSS 9 Click by reading and displaying
 * the GNSS 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 GPGGA info from it, and once it receives the position fix
 * it will start displaying the coordinates on the USB UART.
 *
 * ## Additional Function
 * - static void gnss9_clear_app_buf ( void )
 * - static err_t gnss9_process ( gnss9_t *ctx )
 * - static void gnss9_parser_application ( uint8_t *rsp )
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "gnss9.h"

#define PROCESS_BUFFER_SIZE 300

static gnss9_t gnss9;
static log_t logger;

static uint8_t app_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
static int32_t app_buf_len = 0;

/**
 * @brief GNSS 9 clearing application buffer.
 * @details This function clears memory of application buffer and reset its length and counter.
 * @return None.
 * @note None.
 */
static void gnss9_clear_app_buf ( void );

/**
 * @brief GNSS 9 data reading function.
 * @details This function reads data from device and concatenates data to application buffer.
 * @param[in] ctx : Click context object.
 * See #gnss9_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 gnss9_process ( gnss9_t *ctx );

/**
 * @brief GNSS 9 parser application.
 * @param[in] rsp Response buffer.
 * @details This function logs GNSS data on the USB UART.
 * @return None.
 * @note None.
 */
static void gnss9_parser_application ( uint8_t *rsp );

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    gnss9_cfg_t gnss9_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.
    gnss9_cfg_setup( &gnss9_cfg );
    GNSS9_MAP_MIKROBUS( gnss9_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag = gnss9_init( &gnss9, &gnss9_cfg );
    if ( ( UART_ERROR == init_flag ) || ( I2C_MASTER_ERROR == init_flag ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    if ( GNSS9_OK == gnss9_process( &gnss9 ) )
    {
        if ( PROCESS_BUFFER_SIZE == app_buf_len )
        {
            gnss9_parser_application( app_buf );
        }
    }
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

static void gnss9_clear_app_buf ( void ) 
{
    memset( app_buf, 0, app_buf_len );
    app_buf_len = 0;
}

static err_t gnss9_process ( gnss9_t *ctx ) 
{
    int32_t rx_size = 0;
    uint8_t rx_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
    if ( GNSS9_DRV_SEL_UART == ctx->drv_sel )
    {
        rx_size = gnss9_generic_read( ctx, rx_buf, PROCESS_BUFFER_SIZE );
    }
    else
    {
        if ( GNSS9_OK == gnss9_generic_read( ctx, rx_buf, 1 ) )
        {
            if ( GNSS9_DUMMY != rx_buf[ 0 ] )
            {
                rx_size = 1;
            }
        }
    }
    if ( rx_size > 0 ) 
    {
        int32_t buf_cnt = app_buf_len;
        if ( ( ( app_buf_len + rx_size ) > PROCESS_BUFFER_SIZE ) && ( app_buf_len > 0 ) ) 
        {
            buf_cnt = PROCESS_BUFFER_SIZE - ( ( app_buf_len + rx_size ) - PROCESS_BUFFER_SIZE );
            memmove ( app_buf, &app_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE - buf_cnt ], buf_cnt );
        }
        for ( int32_t rx_cnt = 0; rx_cnt < rx_size; rx_cnt++ ) 
        {
            if ( rx_buf[ rx_cnt ] ) 
            {
                app_buf[ buf_cnt++ ] = rx_buf[ rx_cnt ];
                if ( app_buf_len < PROCESS_BUFFER_SIZE )
                {
                    app_buf_len++;
                }
            }
        }
        return GNSS9_OK;
    }
    return GNSS9_ERROR;
}

static void gnss9_parser_application ( uint8_t *rsp )
{
    uint8_t element_buf[ 100 ] = { 0 };
    if ( GNSS9_OK == gnss9_parse_gpgga( rsp, GNSS9_GPGGA_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 ] );
            gnss9_parse_gpgga( rsp, GNSS9_GPGGA_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 ) );
            gnss9_parse_gpgga( rsp, GNSS9_GPGGA_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++;
        }
        gnss9_clear_app_buf(  );
    }
}

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

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