一、概述
由於做項目要用到GPS定位，於是在某寶購買了這款GPS模塊。項目採用的MCU是STM32。廢話少說，進入正題。
二、GPS模塊簡介
Air530 模塊是一款高性能、高集成度的多模衛星定位導航模塊。體積小、功耗低，可用於車載導 航、智能穿戴、無人機等 GNSS 定位的應用中。而且提供了和其他模塊廠商兼容的軟、硬件接口，大幅 減少了用戶的開發週期。 模塊支持GPS/Beidou/GLONASS/Galileo/QZSS/SBAS。採用了射頻基帶一體化設計，集成了 DC/DC、 LDO、 LNA、射頻前端、基帶處理、32 位 RISC CPU、RAM、FLASH 存儲、RTC 和電源管理等功能。提供 超高的性能，即使在弱信號的地方，也能快速、準確的定位。
這個模塊有五個引腳。如果只是簡單的定位玩一下的話，那個1pps引腳不用也可以。
VDD 供電電源，電壓輸入 範圍 3.3V-5.5V
TXD GPS 串口數據輸出， 2.8V--5V 自適應
RXD GPS 串口數據輸入， 2.8V--5V 自適應
1PPS One plus per second(2.8V)
GND 接地
三、STM32驅動程序編寫
1.NMEA協議
在編寫驅動程序前一定要知道NMEA協議。NMEA是（National Marine Electronics Association ）爲海用電子設備制定的標準格式。NMEA縮寫，同時也是數據傳輸標準工業協會，在這裏，實際上應爲NMEA 0183。它是一套定義接收機輸出的標準信息，有幾種不同的格式，每種都是獨立相關的ASCII格式，逗點隔開數據流，數據流長度從30-100字符不等，通常以每秒間隔選擇輸出，最常用的格式爲"GGA"，它包含了定位時間，緯度，經度，高度，定位所用的衛星數，DOP值,差分狀態和校正時段等，其他的有速度，跟蹤，日期等。NMEA實際上已成爲所有的GPS接收機和最通用的數據輸出格式，同時它也被用於與GPS接收機接口的大多數的軟件包裏。NMEA-0183協議定義的語句非常多，但是常用的或者說兼容性最廣的語句只有$GPGGA、$GPGSA、$GPGSV、$GPRMC、$GPVTG、$GPGLL等。
AIR530 模塊支持 NMEA 0183 V4.1 協議併兼容以前版本，關於 NMEA 0183 V4.1 的詳細信息請參照 NMEA 0183 V4.1 官方文檔。
GGA：時間、位置、衛星數量
GLL：經度、緯度、 UTC 時間
GSA：GPS 接收機操作模式，定位使用的衛星，DOP 值，定位狀態
GSV：可見 GPS 衛星信息、仰角、方位角、信噪比
RMC：時間、日期、位置、速度 VTG：地面速度信息
2.驅動開發
gps頭文件
/*****************************************************
消息 :$GPRMC,100646.000,A,3109.9704,N,12123.4219,E,0.257,335.62,291216,,,A*59
ID : $GPRMC RMC 協議頭
UTC時間: 100646.000 hhmmss.sss
狀態: A A=數據有效；V=數據無效
緯度 : 2109.9704 ddmm.mmmm
N/S: N N=北，S=南
經度: 11123.4219 dddmm.mmmm
E/W : E W=西，E=東
地面速度: 0.257 Knot（節）
方位: 335.62 度
日期 291216 ddmmyy
磁變量 無
校驗和 *59
<CR><LF> 消息結束
******************************************************/
#ifndef __GPS__H
#define __GPS__H
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "stdint.h"
#include "string.h"
#include "stdlib.h"
//啓動命令
#define HotStart "$PGKC030,1,1*2C\r\n" //Gps系統熱啓動
#define WarmStart "$PGKC030,2,1*2F\r\n" //Gps系統溫啓動
#define ColdStart "$PGKC030,3,1*2E\r\n" //Gps系統冷啓動
#define ReColdStart "$PGKC030,4,1*29\r\n" //Gps系統重置冷啓動
// 衛星定位模式設置
#define SingleGps "$PGKC115,1,0,0,0*2B\r\n" //單 GPS
#define GPSandBEIDOU "$PGKC115,1,0,1,0*2A\r\n" //GPS+BEIDOU
#define GPSandGLONASS "$PGKC115,1,1,0,0*2A\r\n" //GPS+GLONASS
// 低功耗模式設置
#define LPsleep "$PGKC051,1*36\r\n" // sleep 模式
#define LPstop "$PGKC051,0*37\r\n" // stop 模式
/******************************************
//配置輸出 NMEA 消息的間隔（ms 單位）
Arg1: 200-10000
******************************************/
#define delay1sNMEA "$PGKC101,1000*02\r\n" // 間隔1ms
/******************************************
//開啓或關閉 QZSS NMEA格式輸出
Arg1: “0”，關閉
“1”，開啓
******************************************/
#define OpenNMEA "$PGKC113,1*31\r\n"
#define CloseNMEA "$PGKC113,0*30\r\n"
//設置 NMEA 輸出波特率
#define SetBps115200 "$PGKC147,115200*06\r\n"
//加速定位信息
#define MoreFast "$PGKC639,34.093145,108.542323,0,2019,05,04,02,43,54*05\r\n"
/*******************************************
設置 NMEA 語句輸出使能
Arg1: GLL “0”，關閉； “1”，打開
Arg2: RMC “0”，關閉； “1”，打開
Arg3: VTG “0”，關閉； “1”，打開
Arg4: GGA “0”，關閉； “1”，打開
Arg5: GSA “0”，關閉； “1”，打開
Arg6: GSV “0”，關閉； “1”，打開
Arg7: GRS “0”，關閉； “1”，打開
Arg8: GST “0”，關閉； “1”，打開
Arg9~ Arg19: 保留
*******************************************/
#define EnableRMC "$PGKC242,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0*36\r\n"
//擦除 flash 中的輔助定位數據
#define DeleteFlash "$PGKC040*2B\r\n"
//開啓或關閉 SBAS 功能
#define CloseSBAS "$PGKC239,1*3A\r\n"//關閉SBAS 功能
#define OpenSBAS "$PGKC239,0*3B\r\n"//開啓SBAS 功能
//RMC_DATA結構體
typedef struct RMC_DATA{
char time[12]; //UTC時間
char state[12]; //狀態
char lat[12]; //緯度
char NS[2]; //N/S指示
char WE[2]; //W/E指示
char lng[12]; //經度
char date[12]; //日期
}rmc_data;
//錯誤信息上傳數據幀
typedef struct WARNING{
char start;//幀頭
u8 WarningFlag;//從最低位到最高爲分別表示：電池電量警告，GPS定位失敗警告，電子圍欄越界警告，跌倒警告，其他暫時預留。
char end;//結束標誌
}Warning;
//定位信息上傳數據幀
typedef struct OPSITIONDATA{
char start;
char time[12]; //UTC時間
char state[12]; //狀態
char lat[12]; //緯度
char NS[2]; //N/S指示
char lng[12]; //經度
char WE[2]; //W/E指示
char date[12]; //日期
char end;
}OpsitionData;
//心率信息上傳數據幀
typedef struct HEARTRATEDATA{
char start;
u8 HeartRate;//心率次數
char end;
}HeartRateData;
extern rmc_data RecRMC;
extern rmc_data * const pRecRMC; //RMC解析輸出緩存區,該指針指向固定的地址
void SendAtToGps(u8 *cmd);
u8 GpsAckChack(u8 *str);
void Gps_Init(void);
void AnalysisRMC(rmc_data *pRecRMC);
void GpsRMCdataShow(void);
u8 OverStepArea(rmc_data *pRecRMC);
void mixGpsdate(char * ULdate,rmc_data *pRecRMC);
#endif
GPS驅動函數
#include "gps.h"
/*************************************
功能：發送數據到Gps模塊
作者：賀遠
日期：2019.03.05
參數：cmd AT命令
返回值：無
**************************************/
void SendAtToGps(u8 *cmd)
{
while(*cmd!='\0')
{
USART_SendData(USART1,*cmd++);
while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==Bit_RESET); //發送數據結束
}
}
/*************************************
功能：//檢查GPS模塊應答是否符合預期
作者：賀遠
日期：2019.03.05
參數：str 正確的應答
返回值：無
**************************************/
u8 GpsAckChack(u8 *str)
{
//u8 str[225];
delay_ms(500);
if(USART1_RX_STA!=0)
{
USART1_RX_STA=0;
if(strstr((const char*)USART1_RX_BUF,(const char*)str)) { memset(USART1_RX_BUF,0, sizeof USART1_RX_BUF); return 0;}//符合預期
else { memset(USART1_RX_BUF,0, sizeof USART1_RX_BUF); return 1;}//不符合預期
//清空數組
}
else { memset(USART1_RX_BUF,0, sizeof USART1_RX_BUF); return 1;}
}
/*************************************
功能：Gps模塊初始化
作者：賀遠
日期：2019.03.05
參數：無
返回值：無
**************************************/
void Gps_Init()
{
cmd1:SendAtToGps(ColdStart); //GPS冷啓動
delay_ms(50);
if (!GpsAckChack("$PGKC001,30,3*1E")) ;
else goto cmd1;
cmd2:SendAtToGps(GPSandBEIDOU);//GPS+BEIDOU
delay_ms(50);
if (!GpsAckChack("$PGKC001,115,3,1,0,0,0,1,49*15")) ;
else goto cmd2;
cmd3:SendAtToGps(OpenSBAS); //開啓SBAS 功能
delay_ms(50);
if (!GpsAckChack("$PGKC001,239,3*25")) ;
else goto cmd3;
cmd4:SendAtToGps(delay1sNMEA); //配置輸出 NMEA 消息的間隔 1s
delay_ms(50);
if (!GpsAckChack("$PGKC001,101,3*2D")) ;
else goto cmd4;
cmd5:SendAtToGps(EnableRMC); //設置 NMEA 語句輸出使能 使能RMC
delay_ms(50);
if (!GpsAckChack("$PGKC001,242,3*29")) ;
else goto cmd5;
SendAtToGps(MoreFast);//加速定位信息
}
rmc_data RecRMC;
rmc_data * const pRecRMC=&RecRMC; //RMC解析輸出緩存區,該指針指向固定的地址
/*************************************
功能：GPSRMC數據解析
作者：賀遠
日期：2019.03.09
參數：無
返回值：無
**************************************/
void AnalysisRMC(rmc_data *pRecRMC)//GPSRMC數據解析
{
int i,n=0;
if(USART1_RX_STA!=0)
{
USART1_RX_STA=0;
for(i=0;USART1_RX_BUF[i]!='\0';i++)
{
if(USART1_RX_BUF[i]==',')
{
n++;
i++;// 跳過 “，”
//strncpy(sub, string+12,13); 將string從string[12]開始，截取13個複製到sub中
if(n==1) { strncpy(pRecRMC->time, USART1_RX_BUF+i,10); i=i+9; }//i=i+10;目的是爲了減少循環次數，提高效率
if(n==2) { strncpy(pRecRMC->state, USART1_RX_BUF+i,1); }
if(n==3) { strncpy(pRecRMC->lat, USART1_RX_BUF+i,9); i=i+8; }
if(n==4) { strncpy(pRecRMC->NS, USART1_RX_BUF+i,1); }
if(n==5) { strncpy(pRecRMC->lng, USART1_RX_BUF+i,10); i=i+9; }
if(n==6) { strncpy(pRecRMC->WE, USART1_RX_BUF+i,1); }
if(n==9) { strncpy(pRecRMC->date, USART1_RX_BUF+i,6); i=i+5; }
}
}
}
memset(USART1_RX_BUF,0, sizeof USART1_RX_BUF); //清空接收緩存區
}
/*************************************
功能：GPS解析數據顯示
作者：賀遠
日期：2019.03.09
參數：無
返回值：無
**************************************/
//void GpsRMCdataShow()
//{
//delay_ms(400);
// AnalysisRMC(pRecRMC);
//
// LCD_ShowString(10,70,250,16,16,"UTC :");
// LCD_ShowString(60,70,250,16,16, (u8*)pRecRMC->time);
//
// LCD_ShowString(10,90,250,16,16,"state:");
// LCD_ShowString(60,90,250,16,16,(u8*)pRecRMC->state);
//
// LCD_ShowString(10,110,250,16,16,"lat :");
// LCD_ShowString(60,110,250,16,16,(u8*)pRecRMC->lat);
// LCD_ShowString(150,110,250,16,16,(u8*)pRecRMC->NS);
//
// LCD_ShowString(10,130,250,16,16,"lng :");
// LCD_ShowString(60,130,250,16,16,(u8*)pRecRMC->lng);
// LCD_ShowString(150,130,250,16,16,(u8*)pRecRMC->WE);
//
// LCD_ShowString(10,150,250,16,16,"date :");
// LCD_ShowString(60,150,250,16,16,(u8*)pRecRMC->date);
// memset(pRecRMC,0, sizeof pRecRMC); //清空接收緩存區
//}
/*************************************
功能：GPS電子圍欄超出檢測
作者：賀遠
日期：2019.03.10
參數：無
返回值：0/1
**************************************/
u8 OverStepArea(rmc_data *pRecRMC)
{
float a,b,c,a1=3415.2645,b1=10925.2235,c1;
a=atof(pRecRMC->lat); //字符串轉float
b=atof(pRecRMC->lng);
c=(a-a1)*(a-a1)+(b-b1)*(b-b1);
c1=0.5555*0.5555+0.6666*0.6666;//圓形區域
if(c1>=c) return 0;//未越界
else return 1;
}
/*************************************
功能：GPS定位信息上傳數據組幀
作者：賀遠
日期：2019.03.10
參數：無
返回值：無
說明：char *strcat(char *dest, const char *src);
strcat() 會將參數 src 字符串複製到參數 dest 所指的字符串尾部；
dest 最後的結束字符 NULL 會被覆蓋掉，並在連接後的字符串的尾部再增加一個 NULL。
**************************************/
void mixGpsdate(char * ULGpsdate,rmc_data *pRecRMC)
{
ULGpsdate=strcat(ULGpsdate,pRecRMC->date);
ULGpsdate=strcat(ULGpsdate,pRecRMC->time);
ULGpsdate=strcat(ULGpsdate,pRecRMC->state);
ULGpsdate=strcat(ULGpsdate,pRecRMC->lat);
ULGpsdate=strcat(ULGpsdate,pRecRMC->NS);
ULGpsdate=strcat(ULGpsdate,pRecRMC->lng);
ULGpsdate=strcat(ULGpsdate,pRecRMC->WE);
}