步入无与伦比精确度的领域,我们的多频GNSS模块与先进的多频实时动态定位技术(RTK)技术无缝集成。解锁厘米级精度,彻底改变我们导航和绘制世界地图的方式。
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硬件概览
它是如何工作的?
GNSS RTK Click 基于 u-blox 的 ZED-F9P,这是一款集成了多频段 RTK 技术的多频段 GNSS 模块,提供厘米级精度。该 GNSS 接收器可以接收和跟踪多个 GNSS 卫星星座。由于多频段射频前端架构,可以同时接收所有四大 GNSS 卫星星座(GPS、GLONASS、Galileo 和 BeiDou)以及 SBAS 和 QZSS 卫星。将来自多个频段(L1/L2/L5)的 GNSS 信号和 RTK 技术结合在一起,使 ZED-F9P 能够在几秒钟内实现厘米级精度。在任何给定时间接收更多卫星信号,即使在城市等具有挑战性的环境中,也能最大程度地提高厘米级精度的可用性。ZED-F9P 内置了标准 RTCM 校正支持,通过附加的标头路由,出厂默认未使用,可用作可选的独立 RTCM 输入接口,不能用作主机接口。它还通过安全接口和先进的干扰和欺骗检测技术确保定位和导航信息的安全性。GNSS RTK Click 通过 UART 接口与 MCU 通信,默认通信协议为 9600 bps,用户也可以选择使用其他接口,如 SPI 和 I2C,如果他们想自己配置模块并编写库。可以通过将标记为
COMM SEL 的 SMD 跳线器定位到适当的位置来选择 UART/SPI 之间的接口。当选择 SPI 通信时,通过正确选择 COMM SEL 跳线器,需要将跳线器设置为 DSEL 以将接口引脚配置为 SPI。在默认状态下,标有 DSEL 的跳线器未安装。接收器还可以进入安全启动模式。如果安装了标记为 SFBT 的跳线器并且 SAFEBOOT 引脚在上电时为低电平,则接收器将以安全启动模式启动,并且 GNSS 操作将被禁用。USB 接口兼容 USB 2.0 FS(全速,12 Mbit/s),可以用作与 UART 通信的替代方案。如果需要 Click board™ 成为独立设备,USB 端口可以用作电源供应。在主供电故障的情况下,模块可以使用来自连接的电池的备用供电电压。备用电压供应实时时钟和备用电池支持的 RAM,并使所有相关数据都能保存在备用 RAM 中,以便稍后进行热启动或温暖启动。除了这些特点之外,它还具有几个 GPIO 引脚。路由到 mikroBUS™ 插座的 AN 引脚的 RDY 引脚在字节准备好传输时用作通信指示器,路由到 mikroBUS™ 插座的 PWM 引脚的
RST 引脚提供了重置接收器的能力,而路由到 mikroBUS™ 插座的 INT 引脚上的具有 LED 指示器的 TMP 引脚提供了具有可配置持续时间和频率的时钟脉冲。路由到 mikroBUS™ 插座的 RST 引脚的 RTK 引脚,以及标记为 RTK 的 LED 指示器,指示了 RTK 定位状态。当 LED 闪烁时,表示正在接收有效的 RTCM 消息流,但尚未达到 RTK 固定模式。当 LED 恒定亮时,表示已达到 RTK 模式。它还具有另一个标记为 GDC 的 LED 指示器,用于指示接收器当前是否在任何活动区域内的地理围栏状态。例如,该功能可用于在达到定义的地理围栏条件时唤醒睡眠主机。GNSS RTK Click 配有 SMA 天线连接器,可用于连接适当的天线,Mikroe 在其商店中提供了 GPS 主动外置天线。该天线是所有 GSM/GPRS 应用的理想选择,频率范围为 1595.42 ± 25MHz。板子在使用具有不同逻辑电平的 MCU 之前,必须执行适当的逻辑电压级转换。此外,它配备了一个包含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 STM32G431RB 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)
128
硅供应商
STMicroelectronics
引脚数
64
RAM (字节)
32k
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
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 RTK Click 驱动程序的 API。
关键功能:
gnssrtk_reset_device
- 此函数通过切换 RST 引脚来重置设备。gnssrtk_generic_read
- 此函数从模块中读取所需数量的数据字节。gnssrtk_parse_gngga
- 此函数从读取响应缓冲区解析 GNGGA 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 RTK Click example
*
* # Description
* This example demonstrates the use of GNSS RTK click by reading and displaying
* the GNSS coordinates.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initializes the driver and resets the click board.
*
* ## 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 gnssrtk_clear_app_buf ( void )
* - static err_t gnssrtk_process ( gnssrtk_t *ctx )
* - static void gnssrtk_parser_application ( char *rsp )
*
* @author Stefan Filipovic
*
*/
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "gnssrtk.h"
#define PROCESS_BUFFER_SIZE 300
static gnssrtk_t gnssrtk;
static log_t logger;
static char app_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
static int32_t app_buf_len = 0;
/**
* @brief GNSS RTK clearing application buffer.
* @details This function clears memory of application buffer and reset its length.
* @return None.
* @note None.
*/
static void gnssrtk_clear_app_buf ( void );
/**
* @brief GNSS RTK data reading function.
* @details This function reads data from device and concatenates data to application buffer.
* @param[in] ctx : Click context object.
* See #gnssrtk_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 gnssrtk_process ( gnssrtk_t *ctx );
/**
* @brief GNSS RTK parser application.
* @param[in] rsp Response buffer.
* @details This function logs GNSS data on the USB UART.
* @return None.
* @note None.
*/
static void gnssrtk_parser_application ( char *rsp );
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg; /**< Logger config object. */
gnssrtk_cfg_t gnssrtk_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.
gnssrtk_cfg_setup( &gnssrtk_cfg );
GNSSRTK_MAP_MIKROBUS( gnssrtk_cfg, MIKROBUS_1 );
err_t init_flag = gnssrtk_init( &gnssrtk, &gnssrtk_cfg );
if ( ( UART_ERROR == init_flag ) || ( I2C_MASTER_ERROR == init_flag ) || ( SPI_MASTER_ERROR == init_flag ) )
{
log_error( &logger, " Communication init." );
for ( ; ; );
}
log_info( &logger, " Application Task " );
}
void application_task ( void )
{
gnssrtk_process( &gnssrtk );
if ( app_buf_len > ( sizeof ( GNSSRTK_RSP_GNGGA ) + GNSSRTK_GNGGA_ELEMENT_SIZE ) )
{
gnssrtk_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 gnssrtk_clear_app_buf ( void )
{
memset( app_buf, 0, app_buf_len );
app_buf_len = 0;
}
static err_t gnssrtk_process ( gnssrtk_t *ctx )
{
int32_t rx_size = 0;
char rx_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
if ( GNSSRTK_DRV_SEL_UART == ctx->drv_sel )
{
rx_size = gnssrtk_generic_read( ctx, rx_buf, PROCESS_BUFFER_SIZE );
}
else if ( ( GNSSRTK_DRV_SEL_I2C == ctx->drv_sel ) || ( GNSSRTK_DRV_SEL_SPI == ctx->drv_sel ) )
{
if ( GNSSRTK_OK == gnssrtk_generic_read( ctx, rx_buf, 1 ) )
{
if ( GNSSRTK_DUMMY != rx_buf[ 0 ] )
{
rx_size = 1;
}
}
}
if ( rx_size > 0 )
{
int32_t buf_cnt = 0;
if ( ( app_buf_len + rx_size ) > PROCESS_BUFFER_SIZE )
{
gnssrtk_clear_app_buf( );
return GNSSRTK_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 GNSSRTK_OK;
}
return GNSSRTK_ERROR;
}
static void gnssrtk_parser_application ( char *rsp )
{
char element_buf[ 100 ] = { 0 };
if ( GNSSRTK_OK == gnssrtk_parse_gngga( rsp, GNSSRTK_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 ] );
gnssrtk_parse_gngga( rsp, GNSSRTK_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 ) );
gnssrtk_parse_gngga( rsp, GNSSRTK_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++;
}
gnssrtk_clear_app_buf( );
}
}
// ------------------------------------------------------------------------ END
/*!
* @file main.c
* @brief GNSS RTK Click example
*
* # Description
* This example demonstrates the use of GNSS RTK click by reading and displaying
* the GNSS coordinates.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initializes the driver and resets the click board.
*
* ## 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 gnssrtk_clear_app_buf ( void )
* - static err_t gnssrtk_process ( gnssrtk_t *ctx )
* - static void gnssrtk_parser_application ( char *rsp )
*
* @author Stefan Filipovic
*
*/
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "gnssrtk.h"
#define PROCESS_BUFFER_SIZE 300
static gnssrtk_t gnssrtk;
static log_t logger;
static char app_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
static int32_t app_buf_len = 0;
/**
* @brief GNSS RTK clearing application buffer.
* @details This function clears memory of application buffer and reset its length.
* @return None.
* @note None.
*/
static void gnssrtk_clear_app_buf ( void );
/**
* @brief GNSS RTK data reading function.
* @details This function reads data from device and concatenates data to application buffer.
* @param[in] ctx : Click context object.
* See #gnssrtk_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 gnssrtk_process ( gnssrtk_t *ctx );
/**
* @brief GNSS RTK parser application.
* @param[in] rsp Response buffer.
* @details This function logs GNSS data on the USB UART.
* @return None.
* @note None.
*/
static void gnssrtk_parser_application ( char *rsp );
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg; /**< Logger config object. */
gnssrtk_cfg_t gnssrtk_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.
gnssrtk_cfg_setup( &gnssrtk_cfg );
GNSSRTK_MAP_MIKROBUS( gnssrtk_cfg, MIKROBUS_1 );
err_t init_flag = gnssrtk_init( &gnssrtk, &gnssrtk_cfg );
if ( ( UART_ERROR == init_flag ) || ( I2C_MASTER_ERROR == init_flag ) || ( SPI_MASTER_ERROR == init_flag ) )
{
log_error( &logger, " Communication init." );
for ( ; ; );
}
log_info( &logger, " Application Task " );
}
void application_task ( void )
{
gnssrtk_process( &gnssrtk );
if ( app_buf_len > ( sizeof ( GNSSRTK_RSP_GNGGA ) + GNSSRTK_GNGGA_ELEMENT_SIZE ) )
{
gnssrtk_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 gnssrtk_clear_app_buf ( void )
{
memset( app_buf, 0, app_buf_len );
app_buf_len = 0;
}
static err_t gnssrtk_process ( gnssrtk_t *ctx )
{
int32_t rx_size = 0;
char rx_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
if ( GNSSRTK_DRV_SEL_UART == ctx->drv_sel )
{
rx_size = gnssrtk_generic_read( ctx, rx_buf, PROCESS_BUFFER_SIZE );
}
else if ( ( GNSSRTK_DRV_SEL_I2C == ctx->drv_sel ) || ( GNSSRTK_DRV_SEL_SPI == ctx->drv_sel ) )
{
if ( GNSSRTK_OK == gnssrtk_generic_read( ctx, rx_buf, 1 ) )
{
if ( GNSSRTK_DUMMY != rx_buf[ 0 ] )
{
rx_size = 1;
}
}
}
if ( rx_size > 0 )
{
int32_t buf_cnt = 0;
if ( ( app_buf_len + rx_size ) > PROCESS_BUFFER_SIZE )
{
gnssrtk_clear_app_buf( );
return GNSSRTK_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 GNSSRTK_OK;
}
return GNSSRTK_ERROR;
}
static void gnssrtk_parser_application ( char *rsp )
{
char element_buf[ 100 ] = { 0 };
if ( GNSSRTK_OK == gnssrtk_parse_gngga( rsp, GNSSRTK_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 ] );
gnssrtk_parse_gngga( rsp, GNSSRTK_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 ) );
gnssrtk_parse_gngga( rsp, GNSSRTK_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++;
}
gnssrtk_clear_app_buf( );
}
}
// ------------------------------------------------------------------------ END