初学者
10 分钟

通过LEA-6S和MK64FN1M0VDC12提升每次旅程

随时随地精确导航。

GPS Click with Clicker 2 for Kinetis

已发布 6月 25, 2024

点击板

GPS Click

开发板

Clicker 2 for Kinetis

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

MK64FN1M0VDC12

致力于提升旅行体验,这一解决方案作为指导灯塔,照亮路线和目的地,增强探索的信心。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

GPS Click 基于来自 u-blox 的高性能定位引擎模块 LEA-6S。这款多功能的独立接收器 LEA-6S 结合了广泛的功能和灵活的连接选项。其易于集成的特性使得各种汽车和工业应用能快速上市。定位引擎包括冷启动导航、AssistNow Autonomous 以加快定位获取、可配置的电源管理、混合 GPS/SBAS 引擎(WAAS、EGNOS、MSAS)以及抗干扰技术。GPS 模块需要一个 SMA GPS 天线用于 GPS 应用,可以单独从 Mikroe 购买。不同的电源模式(最大性能、Eco、省电模式)允许您控制获取和跟踪引擎,以平衡性能和功耗。在冷启动期间,处于最大性能模式的接收器会持续部署获取引擎来搜索所有卫星。一旦接收器获得位置修正(或者如果有预定位信息可用),获取引擎将继续搜索所有未被跟踪的可见卫星。在 Eco 模式下

的冷启动过程与最大性能模式完全相同。一旦能够计 算出位置并跟踪到足够数量的卫星,获取引擎就会关闭,从而显著节省电力。跟踪引擎将持续跟踪已获取的卫星并获取其他可用或新出现的卫星。即使获取引擎关闭,卫星仍将继续被获取。省电模式通过选择性地开启和关闭接收器部分来减少系统功耗。GPS Click 可以同时跟踪多达 16 颗卫星,同时搜索新的卫星。LEA-6S 模块的 TTFF(首次定位时间)少于一秒——这是 GPS 接收器获取卫星信号和导航数据,并基于这些信息计算位置(修正)所需的时间。GPS Click 配备了一个 TIME PULSE LED 作为 1PPS LED 来实现此功能。Time Pulse 的准确性为 99%,其频率范围可从 0.25Hz 调整至 1kHz。Time Pulse 也可以通过 mikroBUS™ 插座的 TP 引脚进行跟踪。GPS 

Click 默认与主机 MCU 通信使用标准的 2 线 UART 接口,常用 UART RX 和 TX 支持 4800 和 9600bps,具体取决于设置。还可以使用与 I2C 兼容的显示数据通道(DDC)与主机 MCU 接口。它是符合标准模式的,最大带宽为 100kbps。另一方面,GPS Click 支持 1.2Mbps 的全速 USB 2.0。如果出现这种情况,您可以通过 RST 引脚重置模块。此 Click 板™ 只能在 3.3V 逻辑电压水平下操作。在使用具有不同逻辑水平的 MCU 之前,板必须执行适当的逻辑电压水平转换。此外,这款 Click 板™ 配备了一个包含易于使用的功能和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

GPS Click hardware overview 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

主动 GPS 天线旨在提升您的 GPS 和 GNSS Click 板™的性能。这款外部天线拥有坚固的构造,非常适合各种天气条件。其频率范围为 1575.42MHz,阻抗为 50Ohm,确保了可靠的信号接收。天线在广泛的角度范围内提供高于 -4dBic 的增益,确保超过 75% 的覆盖范围。其 +/- 5MHz 的带宽进一步保证了精确的数据获取。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 48.53915mm,配备 2 米长的电缆,便于安装。磁性天线类型配有 SMA 男性连接器,确保了安全方便的连接。如果您需要一款可靠的外部天线来配合您的定位设备,我们的主动 GPS 天线是完美的解决方案。

GPS 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
Timepulse Indicator
PB13
INT
UART TX
PD3
TX
UART RX
PD2
RX
I2C Clock
PD8
SCL
I2C Data
PD9
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

GPS 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
Micro B Connector Clicker 2 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
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

此库包含 GPS Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • gps_generic_parser - 通用解析函数

  • gps_generic_read - 通用读取函数

  • gps_module_wakeup - 唤醒模块函数

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 
 * \brief Gps Click example
 * 
 * # Description
 * This example reads and processes data from GPS clicks.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes driver and wake-up module.
 * 
 * ## Application Task  
 * Reads the received data and parses it.
 * 
 * ## Additional Function
 * - gps_process ( ) - The general process of collecting data the module sends.
 * 
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

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

#define PROCESS_COUNTER 15
#define PROCESS_RX_BUFFER_SIZE 600
#define PROCESS_PARSER_BUFFER_SIZE 600

// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

static gps_t gps;
static log_t logger;

static char current_parser_buf[ PROCESS_PARSER_BUFFER_SIZE ];

// ------------------------------------------------------- ADDITIONAL FUNCTIONS

static void gps_process ( void )
{
    int32_t rsp_size;
    uint16_t rsp_cnt = 0;
    
    char uart_rx_buffer[ PROCESS_RX_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
    uint16_t check_buf_cnt;
    uint8_t process_cnt = PROCESS_COUNTER;
    
    // Clear parser buffer
    memset( current_parser_buf, 0 , PROCESS_PARSER_BUFFER_SIZE ); 
    
    while( process_cnt != 0 )
    {
        rsp_size = gps_generic_read( &gps, &uart_rx_buffer, PROCESS_RX_BUFFER_SIZE );

        if ( rsp_size > 0 )
        {  
            // Validation of the received data
            for ( check_buf_cnt = 0; check_buf_cnt < rsp_size; check_buf_cnt++ )
            {
                if ( uart_rx_buffer[ check_buf_cnt ] == 0 ) 
                {
                    uart_rx_buffer[ check_buf_cnt ] = 13;
                }
            }
            
            // Storages data in parser buffer
            rsp_cnt += rsp_size;
            if ( rsp_cnt < PROCESS_PARSER_BUFFER_SIZE )
            {
                strncat( current_parser_buf, uart_rx_buffer, rsp_size );
            }
            // Clear RX buffer
            memset( uart_rx_buffer, 0, PROCESS_RX_BUFFER_SIZE );
        } 
        else 
        {
            process_cnt--;
            
            // Process delay 
            Delay_100ms( );
        }
    }
}

static void parser_application ( char *rsp )
{
    char element_buf[ 200 ] = { 0 };
    
    log_printf( &logger, "\r\n-----------------------\r\n" ); 
    gps_generic_parser( rsp, GPS_NEMA_GPGGA, GPS_GPGGA_LATITUDE, element_buf );
    if ( strlen( element_buf ) > 0 )
    {
        log_printf( &logger, "Latitude:  %.2s degrees, %s minutes \r\n", element_buf, &element_buf[ 2 ] );
        gps_generic_parser( rsp, GPS_NEMA_GPGGA, GPS_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 ) );
        gps_generic_parser( rsp, GPS_NEMA_GPGGA, GPS_GPGGA_ALTITUDE, element_buf );
        log_printf( &logger, "Altitude: %s m", element_buf );  
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, "Waiting for the position fix..." );
    }
}

// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    gps_cfg_t cfg;

    /** 
     * 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.

    gps_cfg_setup( &cfg );
    GPS_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    gps_init( &gps, &cfg );

    gps_module_wakeup( &gps );
    Delay_ms( 5000 );
}

void application_task ( void )
{
    gps_process(  );
    parser_application( current_parser_buf );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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


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

额外支持

资源

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