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使用L76和STM32L073RZ解锁新的户外冒险

无缝导航的通行证!

GNSS2 Click with Nucleo-64 with STM32L073RZ MCU

已发布 6月 24, 2024

点击板

GNSS2 Click

开发板

Nucleo-64 with STM32L073RZ MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32L073RZ

超越竞争对手,构建导航系统,提升您的产品和服务。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

GNSS2 Click基于来自奎克泰尔无线解决方案的紧凑型GNSS模块L76。 L76仅支持L1频段(1575.42MHz),跟踪33个通道,99个获取通道和210个PRN通道。 它还可以获取和跟踪任何混合多个卫星信号。 该模块是一款超低跟踪功耗设备,在跟踪时的灵敏度为-165dBm,在获取模式下为-148dBm,重新获取时间小于1秒。 更多可见卫星数量增加了定位精度(<2.5m CEP)并减少了获取时间(<5秒TTFF,热启动)。 GNSS 2 Click支持抗干扰和在弱信号条件下更好的定位,具有内置LNA,多音调主动干扰消除器和高达80km的高空气球模式。 L76可以自动从存储在其内部Flash中的数据中预测卫星轨道(EASY™技术),并且可以自适应地调整其开/关时

间以平衡定位精度和功耗(AlwaysLocate™技术)。 为了节省功耗,GNSS2 Click配备了VBAT连接器,用于连接外部电源,可以为模块的SRAM存储器提供电源。 该存储器用于存储GPS信 息,以便快速启动序列。 周期性待机模式可以周期性地控制GNSS2 Click的开/关时间,以减少平均功耗,开/关时间可以使用PMTK命令进行配置。 成功固定位置后,GNSS2 Click将进入周期模式。 为了与主机微控制器通信,L76使用UART接口,常用的UART RX和TX引脚作为默认通信协议运行,速率为9600bps,默认配置用于传输和交换数据。 此外,Click board™通过mikroBUS™信号还具有其他一些功能,例如强制开(FON),复位(RST)和待机

(STB)。 FON引脚上的逻辑高电平将强制模块从备份模式唤醒,而RST引脚提供通 用复位功能。 STB引脚可以将模块置于或退出待机模式。 除了精确定位外,GNSS 2 Click还具有通过红色LED指示器指示的准确时间信号,该指示器标有PPS,并具有用于连接适当的主动天线的SMA天线连接器,MIKROE为了提高范围和接收信号强度而提供的。 该Click board™可以通过PWR SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压电平之一。 适当的电压级转换器执行正确的逻辑电压电平转换,而板载LDO,AP7331,确保模块供电的推荐电压水平。 然而,该Click board™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。

GNSS2 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo-64搭载STM32L073RZ MCU提供了一个经济实惠且灵活的平台,供开发人员探索新的想法并原型化其设计。该板利用了STM32微控制器的多功能性,使用户能够为其项目选择性能和功耗之间的最佳平衡。它采用LQFP64封装的STM32微控制器,并包括一些必要的组件,例如用户LED,可以同时作为ARDUINO®信号使用,以及用户和复位按钮,以及用于精准定时操作的32.768kHz晶体振荡器。设计时考虑了扩展性和灵活性,Nucleo-64板具有ARDUINO® 

Uno V3扩展连接器和ST morpho扩展引脚标头,为全面项目集成提供了对STM32 I/O的完全访问权限。电源选项具有适应性,支持ST-LINK USB VBUS或外部电源,确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个内置的ST-LINK调试器/编程器,具有USB重新枚举功能,简化了编程和调试过程。此外,该板还设计了外部SMPS,以实现有效的Vcore逻辑供电,支持USB设备全速或USB SNK/UFP全速,以及内置的加密功能,增强了项目的功耗效率和安全性。通过专用

连接器提供了额外的连接性,用于外部SMPS实验、ST-LINK的USB连接器和MIPI®调试连接器,扩展了硬件接口和实验的可能性。开发人员将通过STM32Cube MCU软件包中全面的免费软件库和示例得到广泛的支持。这与与各种集成开发环境(IDE)的兼容性相结合,包括IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM和STM32CubeIDE,确保了平稳高效的开发体验,使用户能够充分发挥Nucleo-64板在其项目中的功能。

Nucleo 64 with STM32L073RZ MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M0

MCU 内存 (KB)

192

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

20480

你完善了我!

配件

Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座,使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样,Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能,如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™,这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器,采用 32 位 MCU,配备 ARM Cortex M4 处理器,运行速度为 84MHz,具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM,分为两个区域,顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器,而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子,以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试,其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上,然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换器,使用任何 Click board™,无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接,您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image

GNSS活动外置天线是来自u-Blox的一种独特的多频段天线,是高精度GNSS应用的理想选择,这些应用需要高度准确的定位能力,如RTK。ANN-MB-00是一种多频段(L1、L2/E5b/B2I)的主动GNSS天线,带有5米长的电缆和SMA连接器。该天线支持GPS、GLONASS、伽利略和北斗,并包括高性能的多频段RHCP双馈入补偿天线元件、内置高增益LNA与SAW预滤波器以及一根带有SMA连接器的5米天线电缆,并且具有防水性能。

GNSS2 Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Wake Up
PC0
AN
Reset
PC12
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Standby Mode
PC8
PWM
NC
NC
INT
UART TX
PA2
TX
UART RX
PA3
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

GNSS2 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo-64 with STM32L073RZ MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly
Nucleo 64 with STM32F401RE MCU front image hardware assembly
LTE IoT 5 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
LTE IoT 5 Click complete accessories setup image hardware assembly
Nucleo-64 with STM32XXX MCU Access MB 1 Mini B Conn - 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
Clicker 4 for STM32F4 HA 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

这个库包含了GNSS2 Click驱动程序的API。

关键功能:

  • gnss2_generic_read - 通过UART串行接口读取所需数量的数据字节。

  • gnss2_clear_ring_buffers - 清除UART发送和接收环形缓冲区。

  • gnss2_parse_gpgga - 从读取响应缓冲区解析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 GNSS 2 Click Example.
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of GNSS 2 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 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 gnss2_clear_app_buf ( void )
 * - static err_t gnss2_process ( gnss2_t *ctx )
 * - static void gnss2_parser_application ( char *rsp )
 * 
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "gnss2.h"
#include "string.h"

#define PROCESS_BUFFER_SIZE 200

static gnss2_t gnss2;
static log_t logger;

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

/**
 * @brief GNSS 2 clearing application buffer.
 * @details This function clears memory of application buffer and reset its length.
 * @return None.
 * @note None.
 */
static void gnss2_clear_app_buf ( void );

/**
 * @brief GNSS 2 data reading function.
 * @details This function reads data from device and concatenates data to application buffer.
 * @param[in] ctx : Click context object.
 * See #gnss2_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 gnss2_process ( gnss2_t *ctx );

/**
 * @brief GNSS 2 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 #gnss2_t object definition for detailed explanation.
 * @param[in] rsp Response buffer.
 * @return None.
 * @note None.
 */
static void gnss2_parser_application ( gnss2_t *ctx, char *rsp );

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    gnss2_cfg_t gnss2_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.
    gnss2_cfg_setup( &gnss2_cfg );
    GNSS2_MAP_MIKROBUS( gnss2_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( UART_ERROR == gnss2_init( &gnss2, &gnss2_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    if ( GNSS2_OK == gnss2_process( &gnss2 ) )
    {
        if ( PROCESS_BUFFER_SIZE == app_buf_len )
        {
            gnss2_parser_application( &gnss2, app_buf );
        }
    }
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

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

static void gnss2_clear_app_buf ( void ) 
{
    memset( app_buf, 0, app_buf_len );
    app_buf_len = 0;
}

static err_t gnss2_process ( gnss2_t *ctx ) 
{
    char rx_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
    int32_t rx_size = 0;
    rx_size = gnss2_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 GNSS2_OK;
    }
    return GNSS2_ERROR;
}

static void gnss2_parser_application ( gnss2_t *ctx, char *rsp )
{
    char element_buf[ 100 ] = { 0 };
    if ( GNSS2_OK == gnss2_parse_gpgga( rsp, GNSS2_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 ] );
            gnss2_parse_gpgga( rsp, GNSS2_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 ) );
            gnss2_parse_gpgga( rsp, GNSS2_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++;
        }
        gnss2_clear_ring_buffers( ctx );
        gnss2_clear_app_buf( );
    }
}

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

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