基于ARM嵌入式的GPS定位设计

1、学院 电子信息工程专业“专业课程设计”报告题目名称： 基于ARM嵌入式的GPS定位设计 班 级： 同 组 人： 指导教师： 1设计任务 本次设计主要是实现在GPS的定位信息提取，其中包括经度、纬度、时间、日期等，采用意法半导体的CORTEX-M3内核的STM32F103RBT6为核心板，液晶采用采用Nokia5510。总体来说实现了耗电少，功能齐全，简单易用的特点。2设计背景及方案 GPS全球定位系统最早是由美国军方建立用以进行军事活动的侦查的，能够在全球范围内，提供实时、连续、全天候的导航定位及授时服务，共分为三个部分，空间部分，地面部分，和接收终端部分。GPS系统共由24颗卫星组成，分布在

2、6个轨道上面，每个轨道上有4颗，轨道倾角为55度，不论在什么地方，只要能够收到4颗以上的卫星，就可以实现实时定位。 3系统硬件简述（1） 最小核心系统最小系统是由STM32F103RBT6微处理器构成，核心是由32位的ARM-CORTEX-M3，最高时钟可以达到72MHZ，有单周期的乘法和除法运算，内部有128k的Flash，20k的SRAM，2.0V/3.6V的IO供电，上电、断电复位，可编程电压监测，内嵌8M的RC振荡晶振，内部40K振荡器，内嵌PLL的CPU时钟，内嵌使用32K晶振的RTC振荡器。具有低功耗的睡眠、待机、停机模式，VBT为后备寄存器提供电源。具有串行SWD和JTAG调试模

3、式。7个DMA通道支持定时器、ADC、SPI、IC、USART。一个12位的模数转换器，（16通道）转换范围为0.3.6V，温度传感器。51个丰富的IO端口，兼容5V电平，所有的IO口可以映射到16个外部中断。6个定时器，（3个16位的定时器，每个定时器具有4个输入输出捕捉/PWM脉冲调制/脉冲计数的通道，2个看门狗定时器，1个24位的系统定时器，自动递减功能）。2个IC，2个SPI，3个USART通信接口。（2LCD液晶Nokia5510是Philips产的单芯片LCD驱动控制低功耗的显示液晶，其显示为RAM 48*84 串行最高4Mbits/S，COMS电平兼容，逻辑电平为3.03.3V低

4、功耗适用于电池供电，使用温度范围为-25度到70度。其中引脚如下：Pin1；VCC Pin2：GNDPin3: EN Pin4: RESPin5：GND Pin6: SDINPin7：SCLK Pin8：LED背光图6为水平写入的地址表，用以往RAM中写入字符。（3）C3-370GPS终端接受模块 C3-370c是韩国产的全自动GPS接受模块，具有SIR第三代的结构组成，其内核是有ARM7TDIM CPU，4M的Flash内存，自带有微型天线，20通道，CA码，L1的频率。定位精度 <10M 3DRMS, ；冷启动约为60s，热启动少于10s，协议时NMEA0813 ，9600的波特率。

5、NMEA的输出格式有六种GGA、GLL、GSA、GSV、RMC、VGT，其中我们解析的一种是RMC格式的。一条$GPRMC包含13个字段，语句标识符，世间时间，定位状态，纬度，纬度方位，经度，经度方位，地面速度，地面航向，日期，磁偏角，校检，结束标记，具体格式如下：$GPRMC,050458.000,A,2459.8991,N,10242.8698,E,0.37,130.03,190808,A*66 <1> UTC时间，hhmmss（时分秒）格式 <2> 定位状态，A=有效定位，V=无效定位 <3> 纬度ddmm.mmmm（度分）格式（前面的0也将被传输）

6、<4> 纬度半球N（北半球）或S（南半球） <5> 经度dddmm.mmmm（度分）格式（前面的0也将被传输） <6> 经度半球E（东经）或W（西经） <7> 地面速率（000.0999.9节，前面的0也将被传输） <8> 地面航向（000.0359.9度，以真北为参考基准，前面的0也将被传输） <9> UTC日期，ddmmyy（日月年）格式 <10> 磁偏角（000.0180.0度，前面的0也将被传输） <11> 磁偏角方向，E（东）或W（西） 上图为C3-370引脚图，具体我们只用到了VCC，T

7、X，RX，GND，BOOT， 3硬件整体连接图 硬件流程图 由于GPS和MCU的电平兼容，所以在硬件连接中，GPS接受终端的TX接MCU的RX，RX接TX，另外通过RS232电平转换后可以直接进行上位机软件的接受工作，最后把解析的数据显示在Nokia5510上面。4软件流程图及程序(1)流程图 软件流程图（2）程序u8 GPS_parse(char *buf) int d,m,mm; u8 i; char *word,*left=buf+1; static u8 msgcount=0,msgid=0,satcount=0; /解析GSV用到的变量 /各通道采用的卫星编号 u8 usedsatc

8、ount=0; if(buf0 != '$') return 0; / word=split(left,ASTERISK,&left); / if(check(word,left) != 1) / return 0; /; / left=word; word=split(left,SEMICOLON,&left); /开始解析 if(!strcmp(word,"GPRMC") /相等时，返回0值，进入函数 解析GPRMC格式 /时间 word=split(left,SEMICOLON,&left); if(word != NULL)

9、if(strncmp(lasttime,word,20) /比较不大于20个字符的两个字符串 返回>0/<0/=0; sscanf(word,"%2d%2d%2d.%4d",&gps.hh,&gps.mm,&gps.ss,&gps.ms); /取出指定格式的字符 strncpy(lasttime,word,20); / 拷贝20个字符从word到lasttime中，返回lasttime； /定位状态 word=split(left,SEMICOLON,&left); if(word != NULL) if(word0 =

10、'A') gps.isvalid=1; else gps.isvalid=0; /纬度 word=split(left,SEMICOLON,&left); if(word != NULL) sscanf(word,"%2d%2d.%4d",&d,&m,&mm); gps.latitude=(float)d+(float)m/60.0+(float)mm/600000.0; /南北半球标志 word=split(left,SEMICOLON,&left); if(word != NULL) if(word0 = '

11、;S') / gps.latitude=-gps.latitude; gps.latNS = 'S' else gps.latNS = 'N' /经度 word=split(left,SEMICOLON,&left); if(word != NULL) int d,m,mm; sscanf(word,"%3d%2d.%4d",&d,&m,&mm); gps.longitude = (float)d+(float)m/60.0+(float)mm/600000.0; /东西半球标志 word=split(

12、left,SEMICOLON,&left); if(word != NULL) if(word0 = 'W') gps.lgtEW = 'W' / gps.longitude=-gps.longitude; else gps.lgtEW = 'E' /对地运动速度 word=split(left,SEMICOLON,&left); if(word != NULL) gps.speed=my_atof(word)*1.852; /对地运动方向 word=split(left,SEMICOLON,&left); if(word != NULL) gps.direction=my_atof(word); /utc 日期 word=split(left,SEMICOLON,&left); if(word != NULL) sscanf(word,"%2d%2d%2d",&gps.DD,&gps.MM,&gps.YY); 5调试过程 由于GPS的数据回收过程是一直有效，所以在配置串口中断的过程中要注意数据的回收处理，然后才能解析。最先开始的