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用PIC16F874单片机进行GPS串口数据接收

时间:01-14 来源:互联网 点击:

 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

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

10

海拔高度

133.4

11

海拔高度单位

M

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

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