简易GPS，本人第一个作品

nngh

     
很久以前就对Arduino产生兴趣，在论坛潜水很久了，新近入手一块Arduino UNO R3，一块LCD1602 Keypad Shield和一个GPS Shield，上Google搜索了一下，找到一个葡萄牙人编写的GPS解码程序，稍微修改了一下，增加了串口输出数据功能。
   然后，一个简易GPS诞生了，目前只有日期，时间和地点，速度显示功能而已。本人第一个作品。Arduino IDE 1.01编译通过。
代码如下：

1. #include <LiquidCrystal.h>  
   
2. #include <SoftwareSerial.h>
   
3. #define DADOS_LEN 100
   
4. #define IDLEN 6
   
5. #define TEMPLEN 11
   
6. #define GPRMC 0
   
7. #define GPGGA 1
   
8. char data[DADOS_LEN]; //buffer for GPS data
   
9. byte conta=0; //variavel auxiliar para contar
   
10. char* idnmea[] = {"$GPRMC","$GPGGA"}; //IDs dos NMEA que vou utilizar
    
11. byte verificador[]= {0,0}; //variavel auxiliar para verificar ID NMEA
    
12. byte indice[12]; //Em uma linha $GPRMC contem 12 valores separados por virgulas. Esta variavel guarda a posi&#231;&#227;o do caracter de inicio de cada valor.
    
13. byte contindice=0; //variavel auxiliar de controle usada na variavel indice[];
    
14. byte menu=0; // Menu do LCD: 0-key RIGHT, 1-key UP, 2-key DOWN, 3-key LEFT, 4-key SELECT
    
15. char tempmsg[TEMPLEN]; //variavel temporaria auxiliar para guarda o valor de um dado extraido do GPS.
    
16. SoftwareSerial nss(3, 2);
    
17. LiquidCrystal lcd(8, 13, 9, 4, 5, 6, 7);
    
18. int  adc_key_val[5] ={30, 150, 360, 535, 760 }; //valores do divisor de tens&#227;o do teclado do LCD Shield
    
19. #define NUM_KEYS 5 //numero de teclas do teclado
    
20. int adc_key_in; //valor da entrada analogica do teclado
    
21. byte key=-1; //tecla pressionada
    
22. byte oldkey=-1; //tecla pressionada anteriormente
    
23. 
    
24. void setup()
    
25.    {
    
26.   Serial.begin(9600);
    
27.   nss.begin(9600);
    
28.   lcd.clear(); //Clear LCD
    
29.   lcd.begin(16,2);
    
30.   lcd.print("Arduino.cc");
    
31.   lcd.setCursor(0, 2); //set cursor on LCD at col 0 and row 2
    
32.   lcd.print("Arduino GPS");
    
33.   clearBuffer(); //clear buffer for GPS (databuffer)
    
34.   clearTemp(); //clear data for GPS (tempmsg)
    
35.   //Serial.begin(9600); //Inicia UART para comunicar com módulo GPS
    
36.    delay(3000);
    
37. }
    
38. 
    
39. void loop(){   
    
40.     while(nss.available()){//if serial port available
    
41.       data[conta] = nss.read(); //Read a byte of the serial port
    
42.       if(data[conta]==13){  //If the received byte is = to 13, end of transmission
    
43.         verificador[GPRMC]=0; //verifies idnmea[0] ($GPRMC)
    
44.         //verificador[GPGGA]=0;//verifies idnmea[1] ($GPGGA)
    
45.         for(byte i=1;i<=IDLEN;i++){ //checking the ID NMEA of string received
    
46.           if(data[i]==idnmea[GPRMC][i-1]){ //Verifies that is $GPRMC
    
47.             verificador[GPRMC]++; //increases 1
    
48.           }
    
49.          
    
50.           //I will not implement $GPGGA do not get too confused
    
51.           /*if(data[i]==idnmea[GPGGA][i-1]){ //Verifies that is $GPGGA
    
52.             verificador[GPGGA]++; //increases 1
    
53.           }*/
    
54.         }
    
55.         if(verificador[GPRMC]==IDLEN){ // if the line received is $GPRMC
    
56.           //A line string of GPRMC has 11 "," Divided into 12 data
    
57.           //exemplo: $GPRMC,220516,A,5133.82,N,00042.24,W,173.8,231.8,130694,004.2,W*70
    
58.           //            0      1   2    3    4     5    6    7    8     9     10    11
    
59.           // we interesting: 2-timestamp (UTC), 3-latitude, 4-North/South, 5-Longitude, 6-East/West,7-Speed in knots,9-date stamp
    
60.           contindice = 0;
    
61.           indice[contindice] = 1; //data[] inicia no caracter 1
    
62.           contindice++;
    
63.           for(byte i=1; i<DADOS_LEN;i++){ //crosses every line data[] identifying where each value of GPS
    
64.             if(data[i]==','){ //found the final of a data
    
65.               indice[contindice] = i+1;
    
66.               contindice++;
    
67.             }
    
68.           }
    
69.           adc_key_in = analogRead(0); //verifica entrada analogica do teclado
    
70.           key = get_key(adc_key_in); //interpreta valor da entrada analogica
    
71.           if (key != oldkey){ //verifica se o valor encontrado é diferente do valor anterior
    
72.             delay(50);                // faz um delay para o debounce
    
73.             adc_key_in = analogRead(0);   
    
74.             key = get_key(adc_key_in);                        // interpreta
    
75.             if (key != oldkey){                        //verifica se é diferente
    
76.               oldkey = key; //atualiza oldkey
    
77.               lcd.clear(); //clear LCD
    
78.               if (key >=0){ //se alguma tecla foi pressionada
    
79.                 menu = key; //atualiza o menu
    
80.               }
    
81.             }
    
82.           }
    
83. 
    
84.           switch(menu){
    
85.              //show on  LCD the key pressed
    
86.             case 4: //SELECT 4-key
    
87.                 lcd.setCursor(1,0); //move cursor to LCD  column 1 row 0
    
88.                 lcd.print("True course"); //print text to LCD
    
89.                 lcd.setCursor(1,1); //move cursor to LCD  column 1 row 1
    
90.                 lcd.print(datastream(7)); //print text to LCD
    
91.               break;            
    
92.             case 3: //LEFT 3-key
    
93.                 lcd.clear();
    
94.                 lcd.setCursor(0,0);
    
95.                 lcd.print("Lat:");
    
96.                 lcd.print(datastream(4));
    
97.                 lcd.print(" ");
    
98.                 lcd.print(datastream(3)); // datastream(byte)
    
99.                 lcd.setCursor(0, 1);
    
100.                 lcd.print("Lon:");
     
101.                 lcd.print(datastream(6));
     
102.                 lcd.print(" ");
     
103.                 lcd.print(datastream(5));
     
104.                 break;
     
105.             case 1: //UP   1-key
     
106.               lcd.setCursor(1,0);
     
107.               lcd.print("Date:");
     
108.               lcd.print(datastream(9));
     
109.               lcd.setCursor(1,1);
     
110.               lcd.print("Time:");
     
111.               lcd.print(datastream(1));
     
112.               break;
     
113.             case 2: //DOWN  2-key
     
114.               lcd.setCursor(1,0);
     
115.               lcd.print("Speed:");
     
116.               lcd.print(datastream(7));
     
117.               lcd.setCursor(1,1);
     
118.               lcd.print("knots");
     
119.               break;
     
120.            }
     
121.             Serial.println("---------------");
     
122.          for (int i=0;i<=12;i++){
     
123.            switch(i){
     
124.              case 0 :Serial.print("Time in UTC (HhMmSs): ");Serial.print(datastream(1));break;
     
125.              case 1 :Serial.print("Status (A=OK,V=KO): ");Serial.print(datastream(2));break;
     
126.              case 2 :Serial.print("Latitude: ");Serial.print(datastream(3));break;
     
127.              case 3 :Serial.print("Direction (N/S): ");Serial.print(datastream(4));break;
     
128.              case 4 :Serial.print("Longitude: ");Serial.print(datastream(5));break;
     
129.              case 5 :Serial.print("Direction (E/W): ");Serial.print(datastream(6));break;
     
130.              case 6 :Serial.print("Velocity in knots: ");Serial.print(datastream(7));break;
     
131.              case 7 :Serial.print("Heading in degrees: ");Serial.print(datastream(8));break;
     
132.              case 8 :Serial.print("Date UTC (DdMmAa): ");Serial.print(datastream(9));break;
     
133.              case 9 :Serial.print("Magnetic degrees: ");break;
     
134.              case 10 :Serial.print("(E/W): ");break;
     
135.              case 11 :Serial.print("Mode: ");break;
     
136.              case 12 :Serial.print("Checksum: ");Serial.print(datastream(11));break;
     
137.            }
     
138.            
     
139.            Serial.println("");
     
140.          }
     
141.          Serial.println("---------------");
     
142.         }
     
143. 
     
144.         conta = 0; //zero conta, or is, will start next line of GPS and data[conta] this at position 0
     
145.         clearBuffer(); //clear data[]
     
146.       }else{
     
147.         conta++; //increases conta, in other words, data[conta] skips to the next position
     
148.       }
     
149.       
     
150.     }
     
151. }
     
152. void clearBuffer(){
     
153.   for (byte i=0;i<DADOS_LEN;i++){       // clear variavel (buffer) received GPS data
     
154.     data[i]=' ';
     
155.   }  
     
156. }
     
157. void clearTemp(){
     
158.   for(byte i=0;i<TEMPLEN;i++)
     
159.     tempmsg[i]=' ';
     
160. }
     
161. 
     
162. char* datastream(byte inicio){
     
163.   /*
     
164.   Receive Datastream from GPS devices,then convert to Data We can read directly
     
165.   remenber that: 2-timestamp (UTC), 3-latitude, 4-North/South, 5-Longitude, 6-East/West,7-Speed in knots,9-date stamp
     
166.   */
     
167.   clearTemp();
     
168.   byte i;
     
169.   byte fim = indice[inicio+1]-2;
     
170.   inicio = indice[inicio];
     
171.   for(i=0;i<=(fim-inicio);i++){
     
172.     tempmsg[i] = data[inicio+i];
     
173.   }
     
174.   tempmsg[i] = '\0';
     
175.   return tempmsg;
     
176. }
     
177. 
     
178. // Convert ADC value to key number
     
179. byte get_key(unsigned int input)
     
180. {
     
181.   int k=menu;
     
182.   for (byte i = 0; i < NUM_KEYS; i++){
     
183.     if (input < adc_key_val[i]){
     
184.       k=i;
     
185.       return k;
     
186.     }
     
187.   }
     
188.   return k;
     
189. 
     
190. }
     

复制代码

对于以上基本功能，也试过直接调用TinyGPS库，代码更简单，但是光是没有按键选择功能的代码就有将近8KB,而本程序加入按键功能也才8KB大小。对于只需要基本定位信息而言，TinyGPS库可以不用。
GPS板淘宝上找的，如图，最便宜的一个就是了。

请大家指教啊！

fangtaonj

太好了，正在找这样的程序！谢谢楼主！

fangtaonj

尝试编译，出三处错误：
GPS_pde:173: error: incompatible types in assignment of 'char' to 'char [11]'
GPS_pde.cpp: In function 'byte get_key(unsigned int)':
GPS_pde:182: error: ISO C++ forbids comparison between pointer and integer
我是新手，楼主看看什么问题？
另外楼主请问你接的GPS输出的格式有哪些？我手头的GPS输出格式有五六种之多，还关不掉，感觉处理起来很麻烦。

nngh

fangtaonj 发表于 2013-3-26 11:16
尝试编译，出三处错误：
GPS_pde:173: error: incompatible types in assignment of 'char' to 'char [11] ...

握手，我也是新手上路！我也不太懂。
代码我从IDE窗口直接复制过来的。现在是Arduino1.0.3版本。编译通过，GPS速率9600，GPS板TX3号端口，RX2号端口，程序目前只处理GPMRC信息流。目前只能提供这些了

wing

这么给力的作品是绝对要顶的
楼主你的GPS模块多少米啊？

fangtaonj

nngh 发表于 2013-3-26 11:32
握手，我也是新手上路！我也不太懂。
代码我从IDE窗口直接复制过来的。现在是Arduino1.0.3版 ...

握手！ 我正在准备吧你的程序在我的机器上运行起来。已把你的程序打印下来正在琢磨。请问您的外围电路有哪些？只是在串口接GPS吗？

nngh

fangtaonj 发表于 2013-3-26 18:26
握手！ 我正在准备吧你的程序在我的机器上运行起来。已把你的程序打印下来正在琢磨。请问您的外 ...

对呀，就图片中那么多了，还有个GPS天线没拍到，在窗外。

飞翔的红猪

看了半天才看懂，这个GPS解析程序是先接收完一帧，然后才进行解析的～～

逆袭de秘银

{:soso_e179:}厉害啊

fangtaonj

飞翔的红猪 发表于 2013-3-26 19:05
看了半天才看懂，这个GPS解析程序是先接收完一帧，然后才进行解析的～～

朋友，我是新手，烦您给解释一下串口读GPS数据那一段程序好吗？我总是有点不太理解。楼主的注释有好些似乎不是英语也不太理解。

fangtaonj

nngh 发表于 2013-3-26 18:37
对呀，就图片中那么多了，还有个GPS天线没拍到，在窗外。

楼主才看出来你的GPS模块是针对arduino专门设计的模块是嘛？

nngh

fangtaonj 发表于 2013-3-26 21:16
楼主才看出来你的GPS模块是针对arduino专门设计的模块是嘛？

是，但本程序对所有串行输出的GPS应该都是适用的。本人新手上路，刚开始没搞懂，也为了省事和保险起见，所有板子都在一家店里买了。

nngh

fangtaonj 发表于 2013-3-26 21:14
朋友，我是新手，烦您给解释一下串口读GPS数据那一段程序好吗？我总是有点不太理解。楼主的注释有好些似乎 ...

简单回复：先接收一段数据，再从中找出$GPRMC数据头，将之后的数据写入一个一维数组中（缓存），读取时以是否检测到逗号来分隔每个数据。
请专业人士补充

fangtaonj

谢谢楼主！请专业人士在补充！

fangtaonj

有高手路过的话请看看那三个错误提示是什么意思？本人纯菜鸟！帮我改好这三个错误我就能跑起来慢慢试验了。谢谢啊！
GPS_pde:173: error: incompatible types in assignment of 'char' to 'char [11]'
GPS_pde.cpp: In function 'byte get_key(unsigned int)':
GPS_pde:182: error: ISO C++ forbids comparison between pointer and integer