文章目录

材料
步骤
1
:模块驱动方式
步骤
2
:GPS的数据解析原理
步骤
3
:连接硬件
步骤
4
:软件编写
步骤
5
:户外测试

用32单片机驱动导航模块

小人物

原创

发布时间: 2025-10-15 16:24:16 | 阅读数

单片机

STM

C8T6

偶然瞥到一块GPS导航模块，看着正方形的陶瓷天线，感觉挺好玩，就想用单片机驱动一下，玩玩，于是就拿手边的STM32F103C8T6来驱动，还配了一块0.96寸OLED屏，用来显示数据。

准备工作:

材料:

STM32F103C8T6单片机
0.96 OLED屏
GY-GPS6MV2 导航模块
些许杜邦线

模块驱动方式

在网上看了很多帖子，了解了一下，一般GPS模块都是串口输出数据，默认波特率9600，可以通过软件设置，所以只要用单片机的串口接收数据就可以了。

GPS的数据解析原理

1.GPS原理

GPS通过接收多个卫星的信号用三角测量法来确定设备的位置

2.NMEA 协议

美国国家海洋电子协会为海用电子设备制定了标准格式NMEA-0183。它包含了定位时间，纬度，经度，高度，定位所用的卫星数，DOP值，差分状态和校正时段等很多信息。

3.数据解析

GPS信息类型：

GPGSV：可见卫星信息
GPGLL：地理定位信息
GPRMC：推荐最小定位信息
GPVTG：地面速度信息
GPGGA：GPS定位信息
GPGSA：当前卫星信息

我们就用GPRMC最小定位信息就可以了。

模块的数据格式是: $ 信息类型，x，x，x，x，x，x，x，x，x，x，x，

每行开头的字符都是'$'，接着是信息类型，后面是数据，以逗号分隔开。

如：$GPRMC,080655.00,A,4546.40891,N,12639.65641,E,1.045,328.42,170809,,,A*60

数据详解：

$GPRMC,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>*hh

<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)

<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(000.0~999.9节，前面的0也将被传输)

<8>地面航向(000.0~359.9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(000.0~180.0度，前面的0也将被传输)

<11> 磁偏角方向，E(东)或W(西)

<12>模式指示(仅NMEA01833.00版本输出，A=自主定位，D=差分，E=估算，N=数据无效)

连接硬件

我用单片机的硬件串口3（PB10, PB11）来接GPS模块的，然后用OLED软件模拟IIC的接PB8,PB9。

软件编写

软件主要是初始化串口，和驱动OLED.

GPS.H

#ifndef __GPS_H

#define __GPS_H

#include "sys.h"

// USART3定义

#define GPS_USART USART3

#define USART3_REC_LEN 200 // 定义最大接收字节数

#define GPS_Buffer_Length 100

typedef struct SaveDataGPS

{

char GPS_Buffer[GPS_Buffer_Length];

char isGetData; // 是否获取到GPS数据

char isParseData[5]; // 是否解析完成

char UTCTime[20]; // UTC时间

char latitude[20]; // 纬度

char N_S[5]; // 南纬 or 北纬

char longitude[20]; // 经度

char E_W[5]; // 东经 or 西经

char isUsefull[5]; // 定位信息是否有效

} SaveData;

extern SaveData GPS_Frame;

extern u8 GPS_Data_len;

// GPS初始化

void GPS_Init(void);

// 解析GPS数据

void parseGpsData(void);

#endif

GPS.C

#include "gps.h"

#include "usart.h"

#include <string.h>

u16 USART3_RX_STA=0; //接收状态标记

u8 USART3_RX_BUF[USART3_REC_LEN]; //接收缓冲,最大200个字节.

SaveData GPS_Frame;

u8 GPS_Data_len;

// 私有函数声明

static void GPIO_Configuration(void);

static void USART3_Configuration(void);

void GPS_Init(void)

{

GPIO_Configuration();

USART3_Configuration();

}

//**************************************************************************

// 初始化串口3的引脚 TX：PB10 RX：PB11

static void GPIO_Configuration(void)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

// 使能时钟

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);

// 配置USART3引脚: PB10(TX), PB11(RX)

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

}

//**************************************************************************

// 初始化串口3

static void USART3_Configuration(void)

{

USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

// 使能USART3时钟

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3, ENABLE);

// USART3配置

USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;

USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;

USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;

USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;

USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;

USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;

USART_Init(GPS_USART, &USART_InitStructure);

// 使能USART3接收中断

USART_ITConfig(USART3, USART_IT_RXNE, ENABLE); // 新增：使能接收中断

USART_Cmd(GPS_USART, ENABLE);

// 配置USART3中断

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART3_IRQn;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

}

//**************************************************************************

//串口3接收中断函数

void USART3_IRQHandler(void) //串口3中断服务程序

{

u8 Res;

if(USART_GetITStatus(USART3, USART_IT_RXNE) != RESET) //接收中断标志(接收到的数据必须是0x0d 0x0a结尾)

{

Res = USART_ReceiveData(USART3); //读取接收到的数据

if(Res == '$') // 判断是否GPS数据的标志字符

{

GPS_Data_len = 0;

}

USART3_RX_BUF[GPS_Data_len++] = Res;

// 判断这条GPS数据是否自己需要的$GPRMC（最小定位信息）数据类型

if(USART3_RX_BUF[0]=='$' && USART3_RX_BUF[4]=='M' && USART3_RX_BUF[5]=='C' )

{

if(Res == '\n')

{

memset(GPS_Frame.GPS_Buffer, 0, GPS_Buffer_Length); // 清空GPS_Frame.GPS_Buffer

memcpy(GPS_Frame.GPS_Buffer, USART3_RX_BUF, GPS_Data_len); // 复制数据到GPS_Frame.GPS_Buffer

GPS_Frame.isGetData = 1; // 是否获取到GPS数据

GPS_Data_len = 0; // 长度清零准备下次接收数据

memset(USART3_RX_BUF, 0, USART3_REC_LEN); // USART3_RX_BUF清空准备下次接收数据

USART3_RX_STA=1; // 接收到有效数据标志，再主循环中调用

}

if(GPS_Data_len >= USART3_REC_LEN) //防止接收数据越界

GPS_Data_len = USART3_REC_LEN;

}

//**************************************************************************

// 解析GPS数据

void parseGpsData(void)

{

char *subString;

char *subStringNext;

char i, j;

if(GPS_Frame.isGetData)

{

for(i=0; i<6; i++)

{

if(i==0)

{

subString = strstr(GPS_Frame.GPS_Buffer, ",");

}

else

{

subString++;

subStringNext = strstr(subString, ",");

j = subStringNext - subString;

switch (i)

{

case 1: // 获取UTC时间

memcpy(GPS_Frame.UTCTime, subString, j);

// GPS_Frame.isUsefull[j] = '\0';

break;

case 2: // 定位信息是否有效

memcpy(GPS_Frame.isUsefull, subString, j);

GPS_Frame.isUsefull[j] = '\0';

break;

case 3: // 纬度

memcpy(GPS_Frame.latitude, subString, j);

GPS_Frame.latitude[j] = '\0';

break;

case 4: // 纬度半球

memcpy(GPS_Frame.N_S, subString, j);

GPS_Frame.N_S[j] = '\0';

break;

case 5: // 经度

memcpy(GPS_Frame.longitude, subString, j);

GPS_Frame.longitude[j] = '\0';

break;

case 6: // 经度半球

memcpy(GPS_Frame.E_W, subString, j);

GPS_Frame.E_W[j] = '\0';

break;

default:

printf("解析出错！");

break;

}

GPS_Frame.isGetData = 0;

}

MAIN.C

#include "sys.h"

#include "oled.h"

#include "delay.h"

#include "usart.h"

#include "gps.h"

extern u16 USART3_RX_STA; //接收状态标记

extern char USART3_RX_BUF[USART3_REC_LEN]; //接收缓冲,最大200个字节.

int main(void)

{

u8 len, str[20] = "Hello";

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置中断分组

uart_init(9600); // 初始化串口1，波特率115200

delay_init(); // 延时函数初始化

OLED_Init(); // OLED 初始化

OLED_clear(); // 清屏

DS3231_Init(); // 时钟模块初始化

GPS_Init(); // GPS 初始化

str_8x16(32, 0, "GPS Info");

while (1)

{

parseGpsData();

if(USART3_RX_STA)

{

str[0] = GPS_Frame.UTCTime[0];

str[1] = GPS_Frame.UTCTime[1];

str[2] = ':';

str[3] = GPS_Frame.UTCTime[2];

str[4] = GPS_Frame.UTCTime[3];

str[5] = ':';

str[6] = GPS_Frame.UTCTime[4];

str[7] = GPS_Frame.UTCTime[5];

str[8] = '\0';

str_8x16(0, 2, "TIME: ");

str_8x16(48, 2, str);

str_8x16(0, 4, "Wdu: ");

str_8x16(48, 4, GPS_Frame.latitude);

str_8x16(0, 6, "Gdu: ");

str_8x16(48, 6, GPS_Frame.longitude);

USART3_RX_STA = 0;

}

户外测试

拿设备接移动电源到室外测试，GPS冷启动需要等待好一会，我等了大约7 8分钟的样子。

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