通过多频段和多星座 GNSS 卫星信号跟踪,实现高质量的全球定位,提供精确的导航和基于位置的应用。
A
A
硬件概览
它是如何工作的?
Mosaic Click 基于 Mosaic-X5,这是 Septentrio 的一款紧凑型 GNSS 接收器。该接收器在多个频段和卫星星座(如 GPS、GLONASS、北斗、Galileo 和 NavIC)上提供厘米级精度。它集成了 AIM+ 技术,用于先进的干扰抑制和防欺骗,提供无与伦比的可靠性和精度。这项技术可以中和各种信号干扰,从简单的连续窄带信号到复杂的宽带和脉冲干扰。专为机器人和自动化技术等大众市场应用设计,这一解决方案不仅确保低功耗,还提供多种接口选项并支持 RTK 定位。Mosaic-X5 与主 MCU 之间的通信通过 UART 接口进行,使用标准的 UART RX 和 TX 引脚以及硬件流控制引脚 (CTS/RTS)。模块默认以 115200bps 通信,允许高效的数据交换。此 Click board™ 还包含一个复位引脚 (RST) 以直接复位模块,以及一个状态指示器 (RDY),通过逻辑高(激活)或低(待机或复位)状态信号指示模块的操作状态。此外,该模块支持设备模
式下的 USB 连接,符合 USB 2.0 标准以进行高速数据传输(高达 480Mbps)。它包括通过 LDO(MCP1826)或备用电源开关(TPS22965)实现的 USB 供电选项,每种方式均确保模块正常操作所需的 3.3V。除了 USB 接口外,它还配备一个 microSD 卡插槽用于外部数据记录,可以通过一个 LOG 按钮进行控制。此按钮可以切换 SD 卡记录并管理卡的挂载状态,挂载状态可以通过标记为 LOG 的绿色 LED 指示灯监控。如果 LOG 按钮按下 100ms 到 5 秒之间,它会切换 SD 卡记录开关。按住此按钮超过 5 秒然后释放会卸载已挂载的 SD 卡,反之亦然。绿色 LOG LED 指示灯可以检查 SD 卡的挂载状态。除了 LOG LED,板上还配有一个通用的用户可配置红色 LED、一个黄色 PPS(每秒脉冲)LED 和四个测试点。TP1 和 TP2 是两个事件定时器,可以用于对外部事件进行时间标记,时间分辨率为 20ns,而 TR3 和 TP4
则具有与开/关和复位功能相同的功能。还可以使用 ON/OFF 按钮关闭模块电源,并在激活和待机模式之间切换。然而,这种突然的电源中断可能会在记录外部 SD 卡数据时导致数据丢失。电路板配有一个 u.Fl 连接器用于 GNSS 天线,例如 MIKROE 提供的 GNSS Active External Antenna,结合 IPEX-SMA 电缆以实现灵活高效的连接选项。此外,用户可以通过 VANT SEL 跳线在 3.3V 和 5V 之间选择外部天线的电源供应。此 Click board™ 可以在 3.3V 和 5V 逻辑电压水平下工作,通过 VCC SEL 跳线选择。鉴于 Mosaic-X5 模块在 3.3V 下工作,还使用了 TXB0106 逻辑电平转换器,以确保正常操作和精确的信号电平转换。这样,3.3V 和 5V 兼容的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外,此 Click board™ 配备了一个包含易于使用的函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。
功能概述
开发板
Nucleo-64 搭载 STM32G474R MCU 提供了一种经济高效且灵活的平台,供开发者探索新想法并原型设计他们的项目。该板利用 STM32 微控制器的多功能性,使用户能够为他们的项目选择最佳的性能与功耗平衡。它配备了 LQFP64 封装的 STM32 微控制器,并包含了如用户 LED(同时作为 ARDUINO® 信号)、用户和复位按钮,以及 32.768kHz 晶体振荡器用于精确的计时操作等基本组件。Nucleo-64 板设计考虑到扩展性和灵活性,它特有的 ARDUINO® Uno
V3 扩展连接器和 ST morpho 扩展引脚头,提供了对 STM32 I/O 的完全访问,以实现全面的项目整合。电源供应选项灵活,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。该板还配备了一个具有 USB 重枚举功能的板载 ST-LINK 调试器/编程器,简化了编程和调试过程。此外,该板设计旨在简化高级开发,它的外部 SMPS 为 Vcore 逻辑供电提供高效支持,支持 USB 设备全速或 USB SNK/UFP 全速,并内置加密功能,提升了项目的功效
和安全性。通过外部 SMPS 实验的专用连接器、 用于 ST-LINK 的 USB 连接器以及 MIPI® 调试连接器,提供了更多的硬件接口和实验可能性。开发者将通过 STM32Cube MCU Package 提供的全面免费软件库和示例得到广泛支持。这些,加上与多种集成开发环境(IDE)的兼容性,包括 IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM 和 STM32CubeIDE,确保了流畅且高效的开发体验,使用户能够充分利用 Nucleo-64 板在他们的项目中的能力。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU
建筑
ARM Cortex-M4
MCU 内存 (KB)
512
硅供应商
STMicroelectronics
引脚数
64
RAM (字节)
128k
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™。
使用的MCU引脚
mikroBUS™映射器
“仔细看看!”
Click board™ 原理图
一步一步来
项目组装
实时跟踪您的结果
应用程序输出
此款Click板可通过两种方式进行接口连接和监控:
Application Output
- 在调试模式下,使用“Application Output”窗口进行实时数据监控。按照本教程正确设置它。
UART Terminal
- 通过UART终端使用USB to UART converter监控数据有关详细说明,请查看本教程。
软件支持
库描述
该库包含 Mosaic Click 驱动程序的 API。
关键功能:
mosaic_generic_read
- 此函数使用 UART 串行接口读取所需数量的数据字节。mosaic_enable_nmea_output
- 此函数根据选定的消息参数和输出间隔启用 NMEA 输出。mosaic_parse_gga
- 此函数从读取响应缓冲区解析 GGA 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 Mosaic Click Example.
*
* # Description
* This example demonstrates the use of Mosaic click by reading and displaying
* the GNSS coordinates.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initializes the driver, reads the NMEA version, and enables the NMEA output.
*
* ## Application Task
* Reads the received data, parses the NMEA GGA info from it, and once it receives
* the position fix it will start displaying the coordinates on the USB UART.
*
* ## Additional Function
* - static void mosaic_clear_app_buf ( void )
* - static void mosaic_log_app_buf ( void )
* - static err_t mosaic_process ( mosaic_t *ctx )
* - static err_t mosaic_wait_prompt ( mosaic_t *ctx )
* - static void mosaic_parser_application ( uint8_t *rsp )
*
* @author Stefan Filipovic
*
*/
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "mosaic.h"
// Application buffer size
#define APP_BUFFER_SIZE 500
#define PROCESS_BUFFER_SIZE 200
static mosaic_t mosaic;
static log_t logger;
static uint8_t app_buf[ APP_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
static int32_t app_buf_len = 0;
/**
* @brief Mosaic clearing application buffer.
* @details This function clears memory of application buffer and reset its length.
* @note None.
*/
static void mosaic_clear_app_buf ( void );
/**
* @brief Mosaic log application buffer.
* @details This function logs data from application buffer to USB UART.
* @note None.
*/
static void mosaic_log_app_buf ( void );
/**
* @brief Mosaic data reading function.
* @details This function reads data from device and concatenates data to application buffer.
* @param[in] ctx : Click context object.
* See #mosaic_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 mosaic_process ( mosaic_t *ctx );
/**
* @brief Mosaic wait prompt function.
* @details This function waits for a "COM1>" prompt string to appear on UART which indicates
* the device is ready to receive commands.
* @param[in] ctx : Click context object.
* See #mosaic_t object definition for detailed explanation.
* @return @li @c 0 - Prompt (COM1>) read successfully.
* @li @c -2 - Timeout error.
* See #err_t definition for detailed explanation.
* @note None.
*/
static err_t mosaic_wait_prompt ( mosaic_t *ctx );
/**
* @brief Mosaic parser application.
* @param[in] rsp Response buffer.
* @details This function logs GNSS data on the USB UART.
* @return None.
* @note None.
*/
static void mosaic_parser_application ( uint8_t *rsp );
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg; /**< Logger config object. */
mosaic_cfg_t mosaic_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.
mosaic_cfg_setup( &mosaic_cfg );
MOSAIC_MAP_MIKROBUS( mosaic_cfg, MIKROBUS_1 );
if ( UART_ERROR == mosaic_init( &mosaic, &mosaic_cfg ) )
{
log_error( &logger, " Communication init." );
for ( ; ; );
}
if ( MOSAIC_OK != mosaic_wait_prompt( &mosaic ) )
{
log_error( &logger, " No connection prompt detected." );
for ( ; ; );
}
mosaic_log_app_buf( );
mosaic_clear_app_buf( );
Delay_ms ( 100 );
mosaic_send_cmd( &mosaic, MOSAIC_CMD_GET_NMEA_VERSION );
mosaic_wait_prompt( &mosaic );
mosaic_log_app_buf( );
mosaic_clear_app_buf( );
Delay_ms ( 100 );
mosaic_enable_nmea_output( &mosaic, MOSAIC_SNO_MESSAGES_GGA, MOSAIC_SNO_INTERVAL_SEC1 );
mosaic_wait_prompt( &mosaic );
mosaic_log_app_buf( );
mosaic_clear_app_buf( );
Delay_ms ( 100 );
log_info( &logger, " Application Task " );
}
void application_task ( void )
{
mosaic_process( &mosaic );
if ( app_buf_len > ( sizeof ( MOSAIC_NMEA_GGA ) + MOSAIC_GGA_ELEMENT_SIZE ) )
{
mosaic_parser_application( app_buf );
}
}
int main ( void )
{
application_init( );
for ( ; ; )
{
application_task( );
}
return 0;
}
static void mosaic_clear_app_buf ( void )
{
memset( app_buf, 0, app_buf_len );
app_buf_len = 0;
}
static void mosaic_log_app_buf ( void )
{
for ( int32_t buf_cnt = 0; buf_cnt < app_buf_len; buf_cnt++ )
{
log_printf( &logger, "%c", app_buf[ buf_cnt ] );
}
log_printf( &logger, "\r\n" );
}
static err_t mosaic_process ( mosaic_t *ctx )
{
uint8_t rx_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
int32_t overflow_bytes = 0;
int32_t rx_cnt = 0;
int32_t rx_size = mosaic_generic_read( ctx, rx_buf, PROCESS_BUFFER_SIZE );
if ( ( rx_size > 0 ) && ( rx_size <= APP_BUFFER_SIZE ) )
{
if ( ( app_buf_len + rx_size ) > APP_BUFFER_SIZE )
{
overflow_bytes = ( app_buf_len + rx_size ) - APP_BUFFER_SIZE;
app_buf_len = APP_BUFFER_SIZE - rx_size;
memmove ( app_buf, &app_buf[ overflow_bytes ], app_buf_len );
memset ( &app_buf[ app_buf_len ], 0, overflow_bytes );
}
for ( rx_cnt = 0; rx_cnt < rx_size; rx_cnt++ )
{
if ( rx_buf[ rx_cnt ] )
{
app_buf[ app_buf_len++ ] = rx_buf[ rx_cnt ];
}
}
return MOSAIC_OK;
}
return MOSAIC_ERROR;
}
static err_t mosaic_wait_prompt ( mosaic_t *ctx )
{
uint32_t timeout_cnt = 0;
uint32_t timeout = 120000;
mosaic_process( ctx );
while ( 0 == strstr( app_buf, MOSAIC_PROMPT_CMD ) )
{
mosaic_process( ctx );
if ( timeout_cnt++ > timeout )
{
mosaic_clear_app_buf( );
return MOSAIC_ERROR_TIMEOUT;
}
Delay_ms( 1 );
}
return MOSAIC_OK;
}
static void mosaic_parser_application ( uint8_t *rsp )
{
uint8_t element_buf[ 100 ] = { 0 };
if ( MOSAIC_OK == mosaic_parse_gga( rsp, MOSAIC_GGA_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 ] );
memset( element_buf, 0, sizeof( element_buf ) );
mosaic_parse_gga( rsp, MOSAIC_GGA_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 ) );
mosaic_parse_gga( rsp, MOSAIC_GGA_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++;
}
mosaic_clear_app_buf( );
}
}
// ------------------------------------------------------------------------ END
额外支持
资源
类别:GPS/GNSS