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GPS信号穿送来的数据怎样通过上位机显示出来呢
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GPS信号
上位机
串口模块
GPS信号穿送来的数据怎样通过上位机显示出来呢?
其
具体实现步骤有哪些?
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(1)
李悠冉
2022-2-24 13:38:51
一、硬软件平台
本次程序实现效果为对GPS信号穿送来的数据进行筛选,并将筛选后的信息通过上位机显示出来,所以此次设计所需硬件包括STM32F407、RS232转TTL、CH340USB转串口模块,注意该模块在使用前,对应的系统需要安装驱动,否则串口调试助手无法识别,另外还包括JLink下载器。
本次代码设计软件为KEIL5并结合F4固件包,上位机系统为WIN7,主机系统为WIN10。
二、算法总体思路设计
由于GPS通过RS232将数据传送给板子,因此使用两个串口资源(串口1和串口2),其中一个用来接收数据,另外一个用来将筛选后的数据发送给上位机。GPS在发送信号时,相邻两次数据的发送之间有明显的时间间隔,所以该间隔可作为判断当前接收的数据是否是一个完整数据的依据。为了保证接收数据的及时性,接收数据时采用串口接收中断,发送数据则作为主程序。因此可得到以下主程序流程图。
三、具体实现步骤
3.1 串口1初始化
本次程序设计通过串口1将筛选后的数据发送给上位机,对应的硬件资源为PA9(USART1-TX)、PA10(USART1-RX)。通过将这两个IO口连接CH340,实现数据传送。串口1波特率设置为38400。
3.2 串口2初始化
串口2用来接收GPS信号,对应硬件资源为PA2(UASRT2-TX)、PA3(USART2-RX),GPS设备接口为RS232,接入单片机时,需要转为TTL电平,注意,在连接板子和RS232转TTL模块的TTL输出端时,RX和TX用反接,否则会接收不到数据。由于GPS信号发送波特率为固定的38400,所以初始化时串口2的波特率也要设置为38400。
串口2使用中断来接收数据,因为初始化时也要配置中断。具体代码如下:
void uart2_init(u32 bound){
//GPIO端口设置
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE); //使能GPIOA时钟
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2,ENABLE);//使能USART1时钟
//串口1对应引脚复用映射
GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource2,GPIO_AF_USART2); //GPIOA2复用为USART2
GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource3,GPIO_AF_USART2); //GPIOA3复用为USART2
//USART1端口配置
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3; //GPIOA9与GPIOA10
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //速度50MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽复用输出
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //上拉
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); //初始化PA9,PA10
//USART1 初始化设置
USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//波特率设置
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收发模式
USART_Init(USART2, &USART_InitStructure); //初始化串口2
USART_Cmd(USART2, ENABLE); //使能串口2
USART_ClearFlag(USART2, USART_FLAG_TC);
USART_ITConfig(USART2, USART_IT_RXNE,ENABLE);//开启相关中断
//Usart2 NVIC 配置
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn;//串口2中断通道
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;//抢占优先级1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =3; //子优先级3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化VIC寄存器
TIM7_Int_Init(99,7199);
USART2_RX_STA=0;
TIM_Cmd(TIM7,DISABLE); //关闭定时器7
}
3.3 串口2接收中断函数
该中断函数是整个程序的重点所在,主要目的是将接收的字符存入数组内,这里数组名及大小定义为USART2_RX_BUF[NMEA_COUNT_MAX];其中将NMEA_COUNT_MAX设置为600,代表数组最大容量。当有数据发过来时,存入数组,并对该数组进行处理,若没有处理完毕,则不再接收其他数据,这里定义数据接收状态变量vu16 USART2_RX_STA。另外借助10ms定时器(TIM7)中断判断是不是一次连续的数据,如果接收连续2个字符之间的时间差不大于10ms则认为是,如果大于10ms则中断触发,强制标记数据接收完成。
void USART2_IRQHandler(void) //串口2中断服务程序
{
GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_6); //LED0灯亮
char Buffer;
if(SET==USART_GetITStatus(USART2,USART_IT_RXNE))
{
USART_ClearFlag(USART2, USART_FLAG_RXNE);
Buffer = USART_ReceiveData(USART2);//接收数据
if((USART2_RX_STA&(1<<15))==0)//接收完的一批数据,还没有被处理,则不再接收其他数据
{
if(USART2_RX_STA
{
TIM_SetCounter(TIM7,0);//计数器清空
if(USART2_RX_STA==0)
{
TIM_Cmd(TIM7,ENABLE);//使能定时器7
}
USART2_RX_BUF[USART2_RX_STA++]=Buffer;//记录接收到的值
}
else
{
USART2_RX_STA|=1<<15;//强制标记接收完成
}
}
}
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_6);//LED0灯灭
}
/*定时器7中断服务函数*/
void TIM7_IRQHandler(void)
{
if (TIM_GetITStatus(TIM7, TIM_IT_Update) != RESET)//是更新中断
{
USART2_RX_STA|=1<<15; //标记接收完成
TIM_ClearITPendingBit(TIM7, TIM_IT_Update ); //清除TIM7更新中断标志
TIM_Cmd(TIM7, DISABLE); //关闭TIM7
}
}
3.4数据解析
每次接收的数据都存放在数组里面,每个信息都有属于自己的标识符,例如$GNRMC、!AIVDM等,所以要找到目标信息的位置,直接对数组进行字符串搜索即可。搜索算法如下图所示,返回字符串首字符在数组中的位置。
/*查找字符串*/
u16 FindStr(char *str,char *ptr)
{
u16 index=0;
char *STemp=NULL;
char *PTemp=NULL;
char *MTemp=NULL;
if(0==str||0==ptr)
return 0;
for(STemp=str;*STemp!='