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30 分钟

使用 MK64FN1M0VDC12 和 A2200-A 精确定位您的解决方案

以无与伦比的 GPS 精度导航人生路线

GPS 6 Click with Clicker 2 for Kinetis

已发布 6月 24, 2024

点击板

GPS 6 Click

开发板

Clicker 2 for Kinetis

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

MK64FN1M0VDC12

探索新的视野,开拓新的道路,并在享受户外体验时,确保您的旅程得到了卓越的GPS精度的增强。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

GPS 6 Click基于Lantronix的高性能全球定位系统(GPS)模块A2200-A。该GPS模块采用SiRFstar IV技术,实现了快速获取和跟踪。其工作频率为1,575GHz,精度从2到2.5米,完全满足了对最低功耗的需求。在获取或跟踪时,其具有-148dBm的高灵敏度(导航灵敏度为-160dBm,跟踪灵敏度为-163dBm),除了在获取时移除干扰信号,还允许在许多不同的环境和恶劣的操作条件下使用。此Click board™通过连接ON_OFF和WAKEUP引脚配置为自启动模式。一旦应用了3V3电源电压,自

启动模式将激活整个电源操作。A2200-A使用UART接口与MCU通信,常用UART RX和TX引脚作为其通信协议,默认以115200bps操作,以与主机MCU传输和交换数据。它还具有路由到mikroBUS™插座的RST引脚上的主动低复位信号,该信号可以激活A2200-A的硬件复位。在该线路上,还连接了MAX809,其执行单一功能;每当3V3供电电压降至预设阈值以下时,它都会断言复位信号。除了精确定位外,GPS还可以通过GPS卫星中的同步原子钟提供准确的定时。尽管当前日期和时间是通过NMEA

句传输的(UTC),但通过A2200 GPS接收器的1PPS引脚提供了精确和准确的定时信号,并通过标记为PPS的红色LED指示器表示。GPS 6 Click具有50Ω阻抗的SMA天线连接器,可以连接MIKROE提供的适当的被动天线,以提高范围和接收信号强度。此Click board™只能使用3.3V逻辑电压级别运行。在使用具有不同逻辑电压级别的MCU之前,板子必须执行适当的逻辑电压级别转换。此外,它配备了一个包含函数和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

GPS 6 Click top side image
GPS 6 Click bottom side image

功能概述

开发板

Clicker 2 for Kinetis 是一款紧凑型入门开发板,它将 Click 板™的灵活性带给您喜爱的微控制器,使其成为实现您想法的完美入门套件。它配备了一款板载 32 位 ARM Cortex-M4F 微控制器,NXP 半导体公司的 MK64FN1M0VDC12,两个 mikroBUS™ 插槽用于 Click 板™连接,一个 USB 连接器,LED 指示灯,按钮,一个 JTAG 程序员连接器以及两个 26 针头用于与外部电子设备的接口。其紧凑的设计和清晰、易识别的丝网标记让您能够迅速构建具有独特功能和特性

的小工具。Clicker 2 for Kinetis 开发套件的每个部分 都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。除了可以选择 Clicker 2 for Kinetis 的编程方式,使用 USB HID mikroBootloader 或外部 mikroProg 连接器进行 Kinetis 编程外,Clicker 2 板还包括一个干净且调节过的开发套件电源供应模块。它提供了两种供电方式;通过 USB Micro-B 电缆,其中板载电压调节器为板上每个组件提供适当的电压水平,或使用锂聚合物 电池通过板载电池连接器供电。所有 mikroBUS™ 本

身支持的通信方法都在这块板上,包括已经建立良好的 mikroBUS™ 插槽、重置按钮和几个用户可配置的按钮及 LED 指示灯。Clicker 2 for Kinetis 是 Mikroe 生态系统的一个组成部分,允许您在几分钟内创建新的应用程序。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,它涵盖了原型制作的许多方面。

Clicker 2 for Kinetis dimensions image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

1024

硅供应商

NXP

引脚数

121

RAM (字节)

262144

你完善了我!

配件

GPS/3G外置天线是我们GPS/GSM/3G Click boards™的理想选择。它在提供强大的GSM和3G信号接收能力的同时,还具有出色的GPS定位能力。其坚固的设计采用螺纹安装和粘附底座,确保安全固定和最佳性能。该天线拥有独立的GPS、GSM和3G线路,使其成为需要可靠通信和精确定位的应用的多功能选择。其广泛的频率范围涵盖850/900/1800/1900/2100MHz和50Ω阻抗,确保在各种网络频段上的连接性。其VSWR比率为2:1,峰值增益在1至1.5dBic之间(取决于频率),进一步增强了信号强度。该天线提供超过10MHz的带宽,确保持续的接收,而其线性极化和全方位方位覆盖提供了全面的信号可访问性。

GPS 6 Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Reset
PB11
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
NC
NC
INT
UART TX
PD3
TX
UART RX
PD2
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

GPS 6 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Clicker 2 for PIC32MZ front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Clicker 2 for Kinetis作为您的开发板开始。

Clicker 2 for PIC32MZ front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
Board mapper by product7 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
Flip&Click PIC32MZ 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

该库包含 GPS 6 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • gps6_enable_device - 此函数通过将RST引脚设置为低逻辑状态来启用设备

  • gps6_generic_read - 此函数使用UART串行接口读取所需数量的数据字节

  • gps6_parse_gpgga - 此函数从读取响应缓冲区中解析GPGGA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 6 Click Example.
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of GPS 6 Click by reading and displaying
 * the GPS coordinates.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and logger and enables 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 gps6_clear_app_buf ( void )
 * - static err_t gps6_process ( gps6_t *ctx )
 * - static void gps6_parser_application ( char *rsp )
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "gps6.h"

#define PROCESS_BUFFER_SIZE 200

static gps6_t gps6;
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 6 clearing application buffer.
 * @details This function clears memory of application buffer and reset its length and counter.
 * @return None.
 * @note None.
 */
static void gps6_clear_app_buf ( void );

/**
 * @brief GPS 6 data reading function.
 * @details This function reads data from device and concatenates data to application buffer.
 * @param[in] ctx : Click context object.
 * See #gps6_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 gps6_process ( gps6_t *ctx );

/**
 * @brief GPS 6 parser application.
 * @param[in] rsp Response buffer.
 * @details This function logs GNSS data on the USB UART.
 * @return None.
 * @note None.
 */
static void gps6_parser_application ( char *rsp );

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    gps6_cfg_t gps6_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.
    gps6_cfg_setup( &gps6_cfg );
    GPS6_MAP_MIKROBUS( gps6_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( UART_ERROR == gps6_init( &gps6, &gps6_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    gps6_process( &gps6 );
    if ( app_buf_len > ( sizeof ( ( char * ) GPS6_RSP_GPGGA ) + GPS6_GPGGA_ELEMENT_SIZE ) ) 
    {
        gps6_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 gps6_clear_app_buf ( void ) 
{
    memset( app_buf, 0, app_buf_len );
    app_buf_len = 0;
    app_buf_cnt = 0;
}

static err_t gps6_process ( gps6_t *ctx ) 
{
    int32_t rx_size = 0;
    char rx_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
    rx_size = gps6_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 ) 
        {
            gps6_clear_app_buf(  );
            return GPS6_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 GPS6_OK;
    }
    return GPS6_ERROR;
}

static void gps6_parser_application ( char *rsp )
{
    char element_buf[ 100 ] = { 0 };
    if ( GPS6_OK == gps6_parse_gpgga( rsp, GPS6_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 ] );
            gps6_parse_gpgga( rsp, GPS6_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 ) );
            gps6_parse_gpgga( rsp, GPS6_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++;
        }
        gps6_clear_app_buf(  );
    }
}

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

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