用PIC16F874单片机进行GPS串口数据接收

　目前GPS（全球定位系统）定位应用市场日趋成熟，正在进入应用的高速发展时期。本文以一款EverMore公司的GM-X205GPS接受模块为例，介绍了其数据格式，以及应用PIC16F874单片机RS232串口进行数据接收的程序。
1、 GPS应用简介


　　近年来GPS系统，已经在大地测绘、海上渔用、车辆定位监控、建筑、农业等各个领域得到广泛应用。从九十年代我国引进GPS定位技术开始，经过十多年的市场培育，GPS定位应用进入了发展的最好时机，未来十年基于GPS的应用将会改变我们的生活和工作方式。


　　目前市场上的大部分GPS接受模块都是通过RS232串口与MCU进行数据传输的。这些数据包括经度、纬度、海拔高度、时间、卫星使用情况等基本信息。开发人员再依据这些基本数据，进行数据处理来完成整套的定位系统软件。

2、 GM-X205模块数据格式


　　在进行数据接受编程之前，先介绍一下该模块的数据格式。它支持NMEA-0183输出格式。信息如下：


　　GGA位置测定系统定位资料（Global Positioning System Fix Data）
　　GSV 导航卫星资料（GNSS Satellites in View）
　　RMC导航卫星特定精简资料（Recommended Minimum Specific GNSS Data）
　　VTG 方向及速度等相关资料（Course Over Ground and Ground Speed）
　　由于文章篇幅问题，笔者在这里只以接收GGA数据为例，格式如下：
　　$GPGGA,hhmmss,dddmm.mmmm,a,dddmm.mmmm,a,x,xx,x.x,x.x,M,,M,x.x,xxxx*CS
　　例：$GPGGA,033744,2446.5241,N,12100.1536,E,1,10,0.8,133.4,M,,,,*1F
　　说明见表：
　　

区域	名称	例	单位	说明
1	信息ID	$GPGGA		GGA协议开始
2	UTC时间	033744		hhmmss
3	纬度	2446.5241		dddmm.mmmm
4	南/北半球指示	N		N=north ； S=south
5	经度	12100.1536		dddmm.mmmm
6	东/西半球指示	E		E=east ； W=west
7	定位指示	1		0 =未定位 1=定位SPS模式 2=定位DGPS, SPS模式
8	应位卫星数	10		00-12
9	HDOP	0.8	米
10	海拔高度	133.4	米
11	海拔高度单位	M	米
12	WGS84水准面划分
13	WGS-84水准面划分单位
14	累计GPS数据微分			本模块中不可用
15	参考工作站ID			本模块中不可用
16	校验位	*1F

　　上面例子中，我们可读出位置信息：北纬24度46.5241分，西经121度00.1536分
　　格林威治时间：3点37分44秒

3、 PIC16F874数据接收程序


　　笔者在系统中把接收到的数据处理后，显示到图形液晶屏上。限于篇幅在这里只给出数据接收部分程序，并且只接收经度和时间信息，并且给出格林威治时间转换为北京时间的转换函数。其他数据接收程序类似。
　　;**********************************************************
　　; THIS IS A GPS RECEIVER PROGRAM *
　　;**********************************************************
　　LIST P=16F874
　　INCLUDE P16F874.INC
　　;*******寄存器定义 ********************
　　TEMP1 EQU 0X27
　　W_TEMP EQU 0X54
　　STATUS_TEMP EQU 0X55
　　LONG1 EQU 0X40 ；LONG1--- LONG10经度的10位数据
　　LONG2 EQU 0X41
　　LONG3 EQU 0X42
　　LONG4 EQU 0X43
　　LONG5 EQU 0X44
　　LONG6 EQU 0X45
　　LONG7 EQU 0X46
　　LONG8 EQU 0X47
　　LONG9 EQU 0X48
　　LONG10 EQU 0X49
　　T1 EQU 0X58 ;T1---T6时间的6位数据
　　T2 EQU 0X59
　　T3 EQU 0X60
　　T4 EQU 0X61
　　T5 EQU 0X62
　　T6 EQU 0X63
　　;********************************************************
　　ORG 00H
　　NOP
　　NOP
　　GOTO MAIN
　　ORG 04H ;设定按中端健才开始数据接受
　　NOP
　　NOP
　　GOTO INTERRUPT
　　;*********判断头文件是不是‘$GPGGA’**********
　　IDMESSAGE
　　BCF STATUS,RP0
　　BREAK0
　　CALL PAND
　　MOVWF TEMP1
　　MOVLW ‘$‘ ;detect $
　　SUBWF TEMP1,0
　　BTFSS STATUS,Z
　　GOTO BREAK0
　　CALL PAND
　　MOVWF TEMP1
　　MOVLW ‘G‘ ;detect G
　　SUBWF TEMP1,0
　　BTFSS STATUS,Z
　　GOTO BREAK0
　　CALL PAND
　　MOVWF TEMP1
　　MOVLW ‘P‘ ;detect P
　　SUBWF TEMP1,0
　　BTFSS STATUS,Z
　　GOTO BREAK0
　　CALL PAND
　　MOVWF TEMP1
　　MOVLW ‘G‘ ;detect G
　　SUBWF TEMP1,0
　　BTFSS STATUS,Z
　　GOTO BREAK0
　　CALL PAND
　　MOVWF TEMP1
　　MOVLW ‘G‘ ;detect G
　　SUBWF TEMP1,0
　　BTFSS STATUS,Z
　　GOTO BREAK0
　　CALL PAND
　　MOVWF TEMP1
　　MOVLW ‘A‘ ;detect A
　　SUBWF TEMP1,0
　　BTFSS STATUS,Z
　　GOTO BREAK0
　　CALL PAND ;跳过逗号
　　RETURN
　　;************接收函数******************
　　RECEIVE
　　CALL PAND ;开始时间数据接收
　　MOVWF T1
　　CALL PAND
　　MOVWF T2
　　CALL PAND
　　MOVWF T3
　　CALL PAND
　　MOVWF T4
　　CALL PAND
　　MOVWF T5
　　CALL PAND
　　MOVWF T6 ;时间数据接收完成
　　CALL PAND ;跳过逗号
　　CALL PAND ;跳过10位纬度数据---开始
　　CALL PAND
　　CALL PAND
　　CALL PAND
　　CALL PAND
　　CALL PAND
　　CALL PAND
　　CALL PAND
　　CALL PAND
　　CALL PAND ;跳过10位纬度数据---结束
　　CALL PAND ;跳过逗号
　　CALL PAND ;跳过南/北纬判断位数据
　　CALL PAND ;跳过逗号
　　CALL PAND ;接受经度信号开始
　　MOVWF LONG1
　　CALL PAND
　　MOVWF LONG2
　　CALL PAND
　　MOVWF LONG3
　　CALL PAND
　　MOVWF LONG4
　　CALL PAND
　　MOVWF LONG5
　　CALL PAND
　　MOVWF LONG6
　　CALL PAND
　　MOVWF LONG7
　　CALL PAND
　　MOVWF LONG8
　　CALL PAND
　　MOVWF LONG9
　　CALL PAND
　　MOVWF LONG10 ;接受经度信号结束
　　RETURN
　　;***************串口寄存器中是否数据*****************
　　PAND
　　BCF STATUS,RP0
　　CC BTFSS PIR1,5
　　GOTO CC
　　MOVF RCREG,0
　　RETURN
　　;*****************中断函数***************************
　　INTERRUPT
　　BCF INTCON,7 ;SET GIE=0屏蔽所有中端
　　BCF STATUS,RP0
　　BCF RCSTA,1 ;清除溢出错误位
　　BSF STATUS,RP0
　　BCF TXSTA,2 ;BRGH=0 Low speed
　　BCF TXSTA,4 ;Set Asynchronous mode
　　MOVLW 0X0C
　　MOVWF SPBRG ;设置波特率为4800
　　BCF STATUS,RP0
　　MOVLW B‘10010000‘
　　MOVWF RCSTA ;串口接收相关设置
　　BSF STATUS,RP0
　　BSF OPTION_REG,6 ; RB0/INT 引脚上升沿中断
　　MOVWF W_TEMP
　　SWAPF STATUS,W
　　BCF STATUS,RP0
　　MOVWF STATUS_TEMP
　　BCF STATUS,RP0
　　CALL IDMESSAGE
　　CALL RECEIVE
　　BCF STATUS,RP0
　　CLRF RCSTA ;清除串口设置
　　CALL CONVERT ;调用时间转换函数
　　OUT BCF STATUS,RP0 ;跳出中断部分，恢复寄存器
　　SWAPF STATUS_TEMP,W
　　MOVWF STATUS
　　SWAPF W_TEMP,F
　　SWAPF W_TEMP,W
　　BSF INTCON,7 ;SET GIE=1允许所有中端
　　NOP
　　RETFIE
　　;************ 格林威治时间转换为北京时间******************
　　CONVERT
　　MOVLW A‘0‘
　　SUBWF T2,1
　　SUBWF T1,1
　　MOVLW D‘10‘
　　MOVWF TEMP1
　　LOOP1 MOVF TEMP1,0
　　MOVF TEMP1,1
　　BTFSS STATUS,Z
　　GOTO ADD10
　　MOVLW D‘8‘
　　ADDWF T2,1
　　MOVLW D‘24‘
　　SUBWF T2,1
　　BTFSC STATUS,C
　　GOTO CON1
　　ADDWF T2,1
　　GOTO CON1
　　CON1 MOVLW D‘20‘
　　MOVWF TEMP1
　　SUBWF T2,0
　　BTFSS STATUS,C
　　GOTO CON2
　　MOVWF T2
　　MOVLW 0X02
　　MOVWF T1
　　GOTO HALT1
　　CON2 MOVLW D‘10‘
　　MOVWF TEMP1
　　SUBWF T2,0
　　BTFSS STATUS,C
　　GOTO CON3
　　MOVWF T2
　　MOVLW 0X01
　　MOVWF T1
　　GOTO HALT1
　　CON3 MOVLW 0X00
　　MOVWF T1
　　HALT1 MOVLW A‘0‘
　　ADDWF T1,1
　　ADDWF T2,1
　　RETURN
　　ADD10 MOVF T1,0
　　ADDWF T2,1
　　DECF TEMP1,1
　　GOTO LOOP1
　　RETURN
　　;******************MAIN***********************
　　MAIN
　　BCF STATUS,RP0
　　MOVLW B‘10010000‘
　　MOVWF INTCON ;打开中断
　　LOOP NOP
　　BCF STATUS,RP0
　　GOTO LOOP
　　GOTO MAIN
　　END