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使用LG77L和TM4C1294NCZAD踏入精度至上的导航未来

探索我们的GNSS革命

GNSS 13 Click with Fusion for Tiva v8

已发布 6月 26, 2024

点击板

GNSS 13 Click

开发板

Fusion for Tiva v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

TM4C1294NCZAD

自信地导航,每一个转弯和目的地都由最高水平的精确性和可靠性引导。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

GNSS 13 Click基于LG77LICMD,这是Quectel Wireless Solutions的一款多星座GNSS模块,具有低功耗。它支持同时接收最多三种GNSS系统——GPS、GLONASS(或北斗)、Galileo和SBAS信号。与单一GPS系统相比,启用多GNSS系统增加了可见卫星的数量,减少了首次定位时间,并改善了定位精度,尤其是在GNSS不友好的环境中。通过结合EASY™(嵌入式辅助系统)和GLP(GNSS低功耗)低功耗模式,LG77LICMD实现了高性能、低功耗,并完全符合工业标准。EASY™技术使LG77LICMD能够自动计算并预测使用存储在内部RAM中的星历数据(最长3天)的轨道。结果,即使在较低信号水平下,GNSS 13 Click也能快速获取固定位置。另一方面,通过GLP技术,LG77LICMD可

以根据环境和运动条件自适应调整开/关时间,以在定位精度和功耗之间实现平衡。该Click板™配备了可配置的主机接口,允许使用所选接口与MCU通信。LG77LICMD可以使用UART接口与MCU通信,默认通信协议为常用的UART RX和TX引脚,操作速率为115200bps,以传输和交换数据,或使用可选的I2C接口。I2C接口兼容快速模式,允许最大比特率为400kbit/s。由于传感器操作需要1.8V的逻辑电压水平,此Click板™还具有TLV700,1.8V LDO和NVT2008电压电平转换器。UART和I2C总线线被路由到电压电平转换器,使此Click板™能够与3.3V MCU正常工作。除了所有这些功能之外,该板还具有用于从备份模式唤醒模块的WUP引脚、通用复位功能,以及几个未填充的引脚,如

3DF用于指示成功定位,JAM引脚用于指示是否有信号干扰,以及用于有源天线状态检测的ANT引脚上的OK和OFF引脚。GNSS 13 Click拥有SMA天线连接器,可以连接MIKROE提供的适当的有源天线,以提高范围和接收信号强度。此外,在主电源故障的情况下,模块可以使用连接电池的备用电源电压,使Click板™成为独立设备。除了精确定位外,GNSS 13 Click还有一个通过标记为PPS的红色LED指示灯指示的精确时间信号。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,它配备了包含功能和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

GNSS 13 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Fusion for TIVA v8 是一款专为快速开发嵌入式应用的需求而特别设计的开发板。它支持广泛的微控制器,如不同的32位ARM® Cortex®-M基础MCUs,来自Texas Instruments,无论它们的引脚数量如何,并且具有一系列独特功能,例如首次通过WiFi网络实现的嵌入式调试器/程序员。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。得益于创新的制造技术,Fusion for TIVA v8 提供了流畅而沉浸式的工作体验,允许在任何情况下、任何地方、任何

时候都能访问。Fusion for TIVA v8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。一个先进的集成CODEGRIP程序/调试模块提供许多有价值的编程/调试选项,包括对JTAG、SWD和SWO Trace(单线输出)的支持,并与Mikroe软件环境无缝集成。此外,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,包括电池、外部12V电源供应和通过USB Type-C(USB-C)连接器的电源。通信选项如USB-UART、USB HOST/DEVICE、CAN(如果MCU卡支持的话)和以

太网也包括在内。此外,它还拥有广受好评的 mikroBUS™标准,为MCU卡提供了标准化插座(SiBRAIN标准),以及两种显示选项,用于TFT板线产品和基于字符的LCD。Fusion for TIVA v8 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。

Fusion for Tiva v8 horizontal image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

类型

8th Generation

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

1024

硅供应商

Texas Instruments

引脚数

212

RAM (字节)

262144

你完善了我!

配件

GNSS L1/L5有源外置天线 (YB0017AA) 是来自Quectel的一款有源贴片天线,支持GNSS L1/L5 BD B1/B2 GLONASS L1,凭借其高增益和高效率,在车队管理、导航、RTK及许多其他跟踪应用中提供出色的性能。这款磁性安装天线,尺寸为61.5×56.5×23mm,设计用于各种地面平面尺寸或在自由空间中工作,通过一根3米长的SMA公头连接器电缆与设备连接。

GNSS 13 Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Reset
PB6
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Module Wake-Up
PD0
PWM
NC
NC
INT
UART TX
PA1
TX
UART RX
PA0
RX
I2C Clock
PB2
SCL
I2C Data
PB3
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

GNSS 13 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Fusion for PIC v8 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Fusion for Tiva v8作为您的开发板开始

Fusion for PIC v8 front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
SiBRAIN for PIC32MZ1024EFK144 front image hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
v8 SiBRAIN Access 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 image step 7 hardware assembly
Necto image step 8 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 GNSS 13 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • gnss13_generic_read - 此函数从模块读取所需数量的数据字节

  • gnss13_parse_gngga - 此函数从读取响应缓冲区解析GNGGA数据

  • gnss13_clear_ring_buffers - 此函数清除UART发送和接收环形缓冲区

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 13 Click Example.
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of GNSS 13 click by reading and displaying
 * the GPS coordinates.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and logger.
 *
 * ## 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 gnss13_clear_app_buf ( void )
 * - static err_t gnss13_process ( gnss13_t *ctx )
 * - static void gnss13_parser_application ( gnss13_t *ctx, char *rsp )
 * 
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "gnss13.h"
#include "string.h"

#define PROCESS_BUFFER_SIZE 200

static gnss13_t gnss13;
static log_t logger;

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

/**
 * @brief GNSS 13 clearing application buffer.
 * @details This function clears memory of application buffer and reset its length.
 * @return None.
 * @note None.
 */
static void gnss13_clear_app_buf ( void );

/**
 * @brief GNSS 13 data reading function.
 * @details This function reads data from device and concatenates data to application buffer.
 * @param[in] ctx : Click context object.
 * See #gnss13_t object definition for detailed explanation.
 * @return @li @c  0 - Read some data.
 *         @li @c -1 - Nothing is read.
 * See #err_t definition for detailed explanation.
 * @note None.
 */
static err_t gnss13_process ( gnss13_t *ctx );

/**
 * @brief GNSS 13 parser application function.
 * @details This function parses GNSS data and logs it on the USB UART. It clears app and ring buffers
 * after successfully parsing data.
 * @param[in] ctx : Click context object.
 * See #gnss13_t object definition for detailed explanation.
 * @param[in] rsp Response buffer.
 * @return None.
 * @note None.
 */
static void gnss13_parser_application ( gnss13_t *ctx, uint8_t *rsp );

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    gnss13_cfg_t gnss13_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.
    gnss13_cfg_setup( &gnss13_cfg );
    GNSS13_MAP_MIKROBUS( gnss13_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( UART_ERROR == gnss13_init( &gnss13, &gnss13_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    if ( GNSS13_OK == gnss13_process( &gnss13 ) )
    {
        if ( PROCESS_BUFFER_SIZE == app_buf_len )
        {
            gnss13_parser_application( &gnss13, app_buf );
        }
    }
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

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

static void gnss13_clear_app_buf ( void ) 
{
    memset( app_buf, 0, app_buf_len );
    app_buf_len = 0;
}

static err_t gnss13_process ( gnss13_t *ctx ) 
{
    uint8_t rx_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
    int32_t rx_size = 0;
    rx_size = gnss13_generic_read( ctx, rx_buf, PROCESS_BUFFER_SIZE );
    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 GNSS13_OK;
    }
    return GNSS13_ERROR;
}

static void gnss13_parser_application ( gnss13_t *ctx, uint8_t *rsp )
{
    uint8_t element_buf[ 100 ] = { 0 };
    if ( GNSS13_OK == gnss13_parse_gngga( rsp, GNSS13_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 ] );
            gnss13_parse_gngga( rsp, GNSS13_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 ) );
            gnss13_parse_gngga( rsp, GNSS13_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++;
        }
        gnss13_clear_ring_buffers( ctx );
        gnss13_clear_app_buf( );
        Delay_ms ( 500 );
    }
}

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

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