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使用LG77L和PIC18F57Q43踏入精度至上的导航未来

探索我们的GNSS革命

GNSS 13 Click with Curiosity Nano with PIC18F57Q43

已发布 6月 26, 2024

点击板

GNSS 13 Click

开发板

Curiosity Nano with PIC18F57Q43

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18F57Q43

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

PIC18F57Q43 Curiosity Nano 评估套件是一款尖端的硬件平台,旨在评估 PIC18-Q43 系列内的微控制器。其设计的核心是包含了功能强大的 PIC18F57Q43 微控制器(MCU),提供先进的功能和稳健的性能。这个评估套件的关键特点包括一个黄 色用户 LED 和一个响应灵敏的机械用户开关,提供无

缝的交互和测试。为一个 32.768kHz 水晶振荡器足迹提供支持,确保精准的定时能力。套件内置的调试器拥有一个绿色电源和状态 LED,使编程和调试变得直观高效。此外,增强其实用性的还有虚拟串行端口 (CDC)和一个调试 GPIO 通道(DGI GPIO),提供广泛的连接选项。该套件通过 USB 供电,拥有由

 MIC5353 LDO 调节器提供支持的可调目标电压功能,确保在 1.8V 至 5.1V 的输出电压范围内稳定运行,最大输出电流为 500mA,受环境温度和电压限制。

PIC18F57Q43 Curiosity Nano double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

PIC

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

Microchip

引脚数

48

RAM (字节)

8196

你完善了我!

配件

Curiosity Nano Base for Click boards 是一款多功能硬件扩展平台,专为简化 Curiosity Nano 套件与扩展板之间的集成而设计,特别针对符合 mikroBUS™ 标准的 Click 板和 Xplained Pro 扩展板。这款创新的基板(屏蔽板)提供了无缝的连接和扩展可能性,简化了实验和开发过程。主要特点包括从 Curiosity Nano 套件提供 USB 电源兼容性,以及为增强灵活性而提供的另一种外部电源输入选项。板载锂离子/锂聚合物充电器和管理电路确保电池供电应用的平稳运行,简化了使用和管理。此外,基板内置了一个固定的 3.3V 电源供应单元,专用于目标和 mikroBUS™ 电源轨,以及一个固定的 5.0V 升压转换器,专供 mikroBUS™ 插座的 5V 电源轨,为各种连接设备提供稳定的电力供应。

Curiosity Nano Base for Click boards accessories 1 image

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
PA7
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
PB0
PWM
NC
NC
INT
UART TX
PC3
TX
UART RX
PC2
RX
I2C Clock
PB2
SCL
I2C Data
PB1
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

Curiosity Nano Base for Click boards front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Curiosity Nano with PIC18F57Q43作为您的开发板开始。

Curiosity Nano Base for Click boards front image hardware assembly
Charger 27 Click front image hardware assembly
PIC18F47Q10 Curiosity Nano front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Charger 27 Click complete accessories setup image hardware assembly
Curiosity Nano with PICXXX 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 image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
PIC18F57Q43 Curiosity 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 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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