用PIC16F874單片機(jī)進(jìn)行GPS串口數(shù)據(jù)接收

　目前GPS（全球定位系統(tǒng)）定位應(yīng)用市場日趨成熟，正在進(jìn)入應(yīng)用的高速發(fā)展時(shí)期。本文以一款EverMore公司的GM-X205GPS接受模塊為例，介紹了其數(shù)據(jù)格式，以及應(yīng)用PIC16F874單片機(jī)RS232串口進(jìn)行數(shù)據(jù)接收的程序。
1、 GPS應(yīng)用簡介


　　近年來GPS系統(tǒng)，已經(jīng)在大地測繪、海上漁用、車輛定位監(jiān)控、建筑、農(nóng)業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。從九十年代我國引進(jìn)GPS定位技術(shù)開始，經(jīng)過十多年的市場培育，GPS定位應(yīng)用進(jìn)入了發(fā)展的最好時(shí)機(jī)，未來十年基于GPS的應(yīng)用將會改變我們的生活和工作方式。


　　目前市場上的大部分GPS接受模塊都是通過RS232串口與MCU進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。這些數(shù)據(jù)包括經(jīng)度、緯度、海拔高度、時(shí)間、衛(wèi)星使用情況等基本信息。開發(fā)人員再依據(jù)這些基本數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理來完成整套的定位系統(tǒng)軟件。

2、 GM-X205模塊數(shù)據(jù)格式


　　在進(jìn)行數(shù)據(jù)接受編程之前，先介紹一下該模塊的數(shù)據(jù)格式。它支持NMEA-0183輸出格式。信息如下：


　　GGA位置測定系統(tǒng)定位資料（Global Positioning System Fix Data）
　　GSV 導(dǎo)航衛(wèi)星資料（GNSS Satellites in View）
　　RMC導(dǎo)航衛(wèi)星特定精簡資料（Recommended Minimum Specific GNSS Data）
　　VTG 方向及速度等相關(guān)資料（Course Over Ground and Ground Speed）
　　由于文章篇幅問題，筆者在這里只以接收GGA數(shù)據(jù)為例，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
　　說明見表：
　　

區(qū)域	名稱	例	單位	說明
1	信息ID	$GPGGA		GGA協(xié)議開始
2	UTC時(shí)間	033744		hhmmss
3	緯度	2446.5241		dddmm.mmmm
4	南/北半球指示	N		N=north ； S=south
5	經(jīng)度	12100.1536		dddmm.mmmm
6	東/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	應(yīng)位衛(wèi)星數(shù)	10		00-12
9	HDOP	0.8	米
10	海拔高度	133.4	米
11	海拔高度單位	M	米
12	WGS84水準(zhǔn)面劃分
13	WGS-84水準(zhǔn)面劃分單位
14	累計(jì)GPS數(shù)據(jù)微分			本模塊中不可用
15	參考工作站ID			本模塊中不可用
16	校驗(yàn)位	*1F

　　上面例子中，我們可讀出位置信息：北緯24度46.5241分，西經(jīng)121度00.1536分
　　格林威治時(shí)間：3點(diǎn)37分44秒

3、 PIC16F874數(shù)據(jù)接收程序


　　筆者在系統(tǒng)中把接收到的數(shù)據(jù)處理后，顯示到圖形液晶屏上。限于篇幅在這里只給出數(shù)據(jù)接收部分程序，并且只接收經(jīng)度和時(shí)間信息，并且給出格林威治時(shí)間轉(zhuǎn)換為北京時(shí)間的轉(zhuǎn)換函數(shù)。其他數(shù)據(jù)接收程序類似。
　　;**********************************************************
　　; THIS IS A GPS RECEIVER PROGRAM *
　　;**********************************************************
　　LIST P=16F874
　　INCLUDE P16F874.INC
　　;*******寄存器定義 ********************
　　TEMP1 EQU 0X27
　　W_TEMP EQU 0X54
　　STATUS_TEMP EQU 0X55
　　LONG1 EQU 0X40 ；LONG1--- LONG10經(jīng)度的10位數(shù)據(jù)
　　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時(shí)間的6位數(shù)據(jù)
　　T2 EQU 0X59
　　T3 EQU 0X60
　　T4 EQU 0X61
　　T5 EQU 0X62
　　T6 EQU 0X63
　　;********************************************************
　　ORG 00H
　　NOP
　　NOP
　　GOTO MAIN
　　ORG 04H ;設(shè)定按中端健才開始數(shù)據(jù)接受
　　NOP
　　NOP
　　GOTO INTERRUPT
　　;*********判斷頭文件是不是‘$GPGGA’**********
　　IDMESSAGE
　　BCF STATUS,RP0
　　BREAK0
　　CALL PAND
　　MOVWF TEMP1
　　MOVLW ‘$‘ ;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 ;跳過逗號
　　RETURN
　　;************接收函數(shù)******************
　　RECEIVE
　　CALL PAND ;開始時(shí)間數(shù)據(jù)接收
　　MOVWF T1
　　CALL PAND
　　MOVWF T2
　　CALL PAND
　　MOVWF T3
　　CALL PAND
　　MOVWF T4
　　CALL PAND
　　MOVWF T5
　　CALL PAND
　　MOVWF T6 ;時(shí)間數(shù)據(jù)接收完成
　　CALL PAND ;跳過逗號
　　CALL PAND ;跳過10位緯度數(shù)據(jù)---開始
　　CALL PAND
　　CALL PAND
　　CALL PAND
　　CALL PAND
　　CALL PAND
　　CALL PAND
　　CALL PAND
　　CALL PAND
　　CALL PAND ;跳過10位緯度數(shù)據(jù)---結(jié)束
　　CALL PAND ;跳過逗號
　　CALL PAND ;跳過南/北緯判斷位數(shù)據(jù)
　　CALL PAND ;跳過逗號
　　CALL PAND ;接受經(jīng)度信號開始
　　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 ;接受經(jīng)度信號結(jié)束
　　RETURN
　　;***************串口寄存器中是否數(shù)據(jù)*****************
　　PAND
　　BCF STATUS,RP0
　　CC BTFSS PIR1,5
　　GOTO CC
　　MOVF RCREG,0
　　RETURN
　　;*****************中斷函數(shù)***************************
　　INTERRUPT
　　BCF INTCON,7 ;SET GIE=0屏蔽所有中端
　　BCF STATUS,RP0
　　BCF RCSTA,1 ;清除溢出錯(cuò)誤位
　　BSF STATUS,RP0
　　BCF TXSTA,2 ;BRGH=0 Low speed
　　BCF TXSTA,4 ;Set Asynchronous mode
　　MOVLW 0X0C
　　MOVWF SPBRG ;設(shè)置波特率為4800
　　BCF STATUS,RP0
　　MOVLW B‘10010000‘
　　MOVWF RCSTA ;串口接收相關(guān)設(shè)置
　　BSF STATUS,RP0
　　BSF OPTION_REG,6 ; RB0/INT 引腳上升沿中斷
　　MOVWF W_TEMP
　　SWAPF STATUS,W
　　BCF STATUS,RP0
　　MOVWF STATUS_TEMP
　　BCF STATUS,RP0
　　CALL IDMESSAGE
　　CALL RECEIVE
　　BCF STATUS,RP0
　　CLRF RCSTA ;清除串口設(shè)置
　　CALL CONVERT ;調(diào)用時(shí)間轉(zhuǎn)換函數(shù)
　　OUT BCF STATUS,RP0 ;跳出中斷部分，恢復(fù)寄存器
　　SWAPF STATUS_TEMP,W
　　MOVWF STATUS
　　SWAPF W_TEMP,F
　　SWAPF W_TEMP,W
　　BSF INTCON,7 ;SET GIE=1允許所有中端
　　NOP
　　RETFIE
　　;************ 格林威治時(shí)間轉(zhuǎn)換為北京時(shí)間******************
　　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 ;打開中斷
　　LOOP NOP
　　BCF STATUS,RP0
　　GOTO LOOP
　　GOTO MAIN
　　END