【正文】 GPRMC,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,CRLF ? 標(biāo)準(zhǔn)定位時(shí)間（ UTC time）格式：時(shí)時(shí)分分秒秒 .秒秒秒 ()。 NMEA0183協(xié)議是 GPS接收機(jī)應(yīng)當(dāng)遵守的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，也是目前 GPS接收機(jī)上使用最廣泛的協(xié)議，大多數(shù)常見的 GPS接收機(jī)、 GPS數(shù)據(jù)處理軟件、導(dǎo)航軟件都遵守或者至少兼容這 個(gè)協(xié)議。 全 國(guó) 大 學(xué) 生 嵌 入 式 物 聯(lián) 網(wǎng) 設(shè) 計(jì) 大 賽 24 通信協(xié)議 NMEA NMEA協(xié)議是 為了在不同的 GPS（全球定位系統(tǒng)）導(dǎo)航設(shè)備中建立統(tǒng)一的 BTCM（海事無線電技術(shù)委員會(huì)）標(biāo)準(zhǔn)，由美國(guó)國(guó)家海洋電子協(xié)會(huì)（ NMEAThe National Marine Electronics Association）制定的一套通訊協(xié)議。例如，嵌入在 ElanSC520 微控制器中的高速 UART 通信的速度可以高達(dá) 。通信 UART 首先將接收到的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)來傳輸。該總線雙向通信，可以實(shí)現(xiàn)全雙工傳輸和接收。可以處理計(jì)算機(jī)與外部串行設(shè)備的同步管理問題。在輸出數(shù)據(jù)流中加入啟停標(biāo)記，并從接收數(shù)據(jù)流中刪除啟停標(biāo)記。將計(jì)算機(jī)外部來的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為字節(jié)，供計(jì)算機(jī)內(nèi)部并行數(shù)據(jù)的器件使用。有一點(diǎn)要注意的是，它提供了 RS232C 數(shù)據(jù)終端設(shè)備接口，這樣計(jì)算機(jī)就可以和調(diào)制解調(diào)器或其它使用 RS232C 接口的串行設(shè)備通信了。 ? 引腳 3（ RXA）：接受通道，主要接受用戶的命令 ? 引腳 4（ RXB）：輔助接受通道，用于輸入差分 ? 引腳 5（ GND）：接地端 ? 引腳 6（ RESET）：復(fù)位端 圖 GR87 外觀圖 GR87 指標(biāo) ? 最多可同時(shí)接收 20 個(gè)衛(wèi)星 ? 時(shí)間標(biāo)示： 1脈波 /秒 , GPS 時(shí)間 +/ 秒誤差 ? 晶片內(nèi)建 200,000 個(gè)衛(wèi)星追蹤運(yùn)算器 ? 運(yùn)算程序： ARM7/TDMI ? 處理速度： 50 MHZ ? 更新速率 : 1HZ ? 串口輸出精度可達(dá)微秒級(jí) ? 時(shí)間標(biāo)示： 1脈波 /秒 , GPS 時(shí)間 / 秒誤差尋星時(shí)間小于 10秒 ? 定位時(shí)間（平均值） 全 國(guó) 大 學(xué) 生 嵌 入 式 物 聯(lián) 網(wǎng) 設(shè) 計(jì) 大 賽 23 ? 重新抓取： 秒 ? 熱開機(jī) ： 1 秒 ? 暖開機(jī)： 38 秒 ? 冷開機(jī)： 42 秒 硬件接口 — UART UART 傳輸結(jié)構(gòu) UART:Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用異步接收 /發(fā)送裝置， UART 是一個(gè)并行輸入成為串行輸出的芯片，通常集成在主板上，多數(shù)是 16550AFN 芯片。因此， holux 的 GR— 87 引擎是非常適合 AVL 系統(tǒng)集成和基于位置的服務(wù)。 芯片內(nèi)建 200，000 個(gè)衛(wèi)星追蹤運(yùn) 算器 ，可以保持星歷數(shù)據(jù)，快速定位。 圖 GPS 系統(tǒng)空間衛(wèi)星星座 GR87 此次設(shè)計(jì)的 GPS 模塊系統(tǒng) 選擇了 采用第三代高 效能芯片高靈敏、低耗電量芯片 STAR Ⅲ 的GR87。在未來的數(shù)年間，隨著定位手機(jī)的高速增長(zhǎng)和移動(dòng)位置服務(wù)業(yè)的展開，原先以車輛應(yīng)用為主的局面將逐步讓位給衛(wèi)星導(dǎo)航與蜂窩通信融合的定位手機(jī)。民用的定位精度可達(dá) 10 米內(nèi)。二是空間部分，由 24顆衛(wèi)星組成，分布在 6 個(gè)軌道平面。 3. 技術(shù) 簡(jiǎn)介 GPS 導(dǎo)航系統(tǒng)是以全球 24顆定位人造衛(wèi)星為基礎(chǔ)，向全球各地全天候地提供三維位置、三維速度等信息的一種無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)。 GR87 接受 GPS 衛(wèi)星數(shù)據(jù)并且每秒發(fā)出幾種數(shù)據(jù) ， 包括： $GPGGA、 $GPRMC、 $PGRMV、 $PGRMO、 $PGRMC 等數(shù)據(jù)格式 ，因?yàn)?我們 只是顯示它的時(shí)鐘信息所以我們要從中 篩選 和時(shí)間有關(guān)的數(shù)據(jù)格式 amp。0x7f。0x7f。0xfe。0Xfe。 buf[41]=buf[41]|0x80。 buf[20]=buf[20]|0x01。 在主函數(shù)中只要控制兩個(gè)點(diǎn)的位置的與和或的值就能使兩個(gè)點(diǎn)閃爍起來。amp。 如下是 在 16位定時(shí)器中的閃爍計(jì)數(shù)程序 ： if(timer16_0_counter=50) shanshuo=1。 時(shí)鐘顯示秒的控制 在此次的設(shè)計(jì)中本起初是想在點(diǎn)陣 LED屏分成上下兩 部分 ，上面 一部分 顯示年月日 下面一部分顯示 時(shí)分秒， 但是后來發(fā)現(xiàn)下面如果要將時(shí)分秒在 LED屏 上都顯示出來的話數(shù)字間就沒法有足夠的間距來區(qū)分，所以就采取了另一種方案，在時(shí)和分之間加兩個(gè)點(diǎn)隔一秒閃爍一次，當(dāng)閃過 60次之后分的個(gè)位上就加 1， 下面就來實(shí)現(xiàn)時(shí)和分之間加兩個(gè)點(diǎn)的閃爍 。 //OE delay(1)。//B SCLK1。 } AIN0。i++) { temp=buf[i]。 138譯碼器使能端為高電平 for(i=0。138譯碼器使能端為低電平 SCLK0。 關(guān)鍵代碼： OE0。 } } （ 2） 74HC138譯碼器 行選擇 第一步，把譯碼器 138 的 OE 的值清零 第二步， 把移位寄存器 595 并行輸出時(shí)鐘信號(hào)清零 第三步， 選擇要掃描數(shù)據(jù)這里是 0~15 共 128 位的數(shù)據(jù)（后面的三段語句分別是 16~31， 32~48，48~63） 第四步，把取緩沖區(qū)總的一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)發(fā)送到零時(shí)變量中，并把零時(shí)變量作實(shí)參調(diào)用移位函數(shù) 第五步， 當(dāng) 128 位數(shù)據(jù)都移位完成時(shí)說明列數(shù)據(jù)已經(jīng)有了，這時(shí)設(shè)置 A， B 的值并把并行輸出時(shí)鐘置 1 使之產(chǎn)生一個(gè)上升沿，把 595 數(shù)據(jù)輸出到并行輸出口上，開 138 使能端 OE置一 全 國(guó) 大 學(xué) 生 嵌 入 式 物 聯(lián) 網(wǎng) 設(shè) 計(jì) 大 賽 19 第六步，等待一會(huì)兒 第七步， 修改 A,B 和選擇的數(shù)據(jù)重復(fù)一到六步。 inbyte=inbyte1。0x80)==0x80)) RDI1。i++) { CLK0。 for(i=0。 通過上面的要顯示的數(shù)據(jù)的位置及內(nèi)容送入了緩存區(qū)，現(xiàn)在要顯示在 LED 屏上這個(gè)顯示分為兩 步，第一步 74HC595 移位寄存器中數(shù)據(jù)移位，第二步 行數(shù)據(jù)掃描 。這樣就可以把數(shù)據(jù)送入想要的位置了。 buf[45]|0xf0 先通過按位或把要顯示的位置全部置為 1（即不顯示）， (numcode[7*fen1+1]4) |0x0f 再在字庫中找出數(shù)字 8 的位置并把每個(gè)字節(jié)都左移四位之后再和0x0f 按位與一下消除對(duì)顯示位置之外的影響， (buf[45]|0xf0)amp。如第一個(gè)buf[45]=(buf[45]|0xf0)amp。 分析：由上圖可得到分的個(gè)位（即 fen1）在點(diǎn)陣屏的位置是“分個(gè)位顯示位置”對(duì)應(yīng)的在數(shù)組中的字節(jié)數(shù)據(jù)是 45， 29， 13， 60， 44， 28， 7 個(gè)字節(jié)的高 4 位。 buf[60]=(buf[60]|0xf0)amp。 buf[44]=(buf[44]|0xf0)amp。 buf[28]=(buf[28]|0xf0)amp。 buf[12]=(buf[12]|0xf0)amp。 buf[61]=(buf[61]|0xf0)amp。 buf[29]=(buf[29]|0xf0)amp。 51 35 年十位 19 3 顯示 50 34 位置 18 年個(gè)位 顯示 位置 55 月十位 顯示 位置 59 月個(gè)位 43 顯示 27 位置 11 58 42 26 63 日十 47 顯示 31 位 置 15 62 46 30 日個(gè)位 顯示 位置 39 23 7 點(diǎn) 點(diǎn) 54 38 22 2 6 10 14 49 53 57 61 33 時(shí)十位 顯示 位置 37 時(shí)個(gè)位 顯示 位置 41 分十位 顯示 位置 45 分個(gè)位 29 顯示 13 60 位置 44 28 12 17 21 點(diǎn) 25 1 5 9 48 52 56 32 36 40 16 20 點(diǎn) 24 0 4 8 全 國(guó) 大 學(xué) 生 嵌 入 式 物 聯(lián) 網(wǎng) 設(shè) 計(jì) 大 賽 16 圖 4 LED 點(diǎn)陣 屏 上的點(diǎn) 與 buf 緩沖區(qū)的對(duì) 應(yīng)關(guān)系 在這里要真正實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)掃描則分為兩部分第一部分是 buf 數(shù)據(jù)緩存區(qū)的數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)變化，第二部分是對(duì) LED 屏的行的動(dòng)態(tài)掃描 數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的動(dòng)態(tài)變化 例如： 這是對(duì)顯示的時(shí)鐘分的個(gè)位的數(shù)字在緩沖區(qū)的動(dòng)態(tài)變化的計(jì)算方法 比如要顯示數(shù)字 8 buf[45]=(buf[45]|0xf0)amp。 注：圖中 0~63 每個(gè)數(shù)字代表一個(gè)字節(jié)，數(shù)字表示這個(gè)字節(jié)在 BUF 緩沖區(qū)數(shù)組中的位置。這樣就要重新規(guī)劃數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)組織和傳入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的算法了，用移位來把重新規(guī)劃的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)填入正確的值，并正確顯示年 月 日 時(shí) 分 Buf 緩沖區(qū)數(shù)據(jù)組織 控制點(diǎn)陣屏顯示時(shí)鐘就要知道 點(diǎn)陣屏上 每個(gè)點(diǎn)在 Buf 緩沖 區(qū) 中對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)位置， 因?yàn)槲覀兯褂玫氖?32*16 的 LED 點(diǎn)陣屏，所以 Buf 緩沖 區(qū)就應(yīng)該 是一個(gè) 64 字節(jié)的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，每一個(gè)字節(jié)表示 LED 屏上的 8 個(gè)點(diǎn) 如果我們要在某個(gè)位置上顯示某一個(gè)數(shù)字就把 Buf 緩沖區(qū)中對(duì)應(yīng)位置的值改成要顯示數(shù)字的編碼。原來程序移植到 LPC11C24 中后下載可用位就可改變現(xiàn)實(shí)的內(nèi)容了。這時(shí)就不再使用單片機(jī)來編寫了，我們把程序移植到 LPC22C24 上面去 ，由于 LPC11C24中引腳的使用不同單片機(jī)引腳使用初始化引腳即 GPIOSETDIRL（ x,x,1）第三位為 1 表示引腳的狀態(tài)為輸出，前面兩位分別為第幾個(gè) IO 口的第幾位。這個(gè)過程也是成為整個(gè) 程序的主要框架后面的功能在這些基礎(chǔ)上添加和修改的。這樣就影響到了數(shù)據(jù)組織問題，做到這里老師對(duì)我們提出了一個(gè)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的概念，說這塊屏的顯示程序?qū)?yīng)有三部分，第一部分就是一個(gè) 64 字節(jié)的緩沖區(qū)里面是屏上的每個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的值，第二個(gè)部分是 4 個(gè)變量也就是屏上列分成 8 位一組的點(diǎn)鐘要現(xiàn)實(shí)的內(nèi)容的值。 點(diǎn)陣屏的動(dòng)態(tài)掃描 設(shè)計(jì) 過程 實(shí)際上，我們要做的遠(yuǎn)不止讓行和點(diǎn)亮起來這么簡(jiǎn)單，因?yàn)橐_的有限，我們只能用動(dòng)態(tài)掃描的方式來讓屏幕顯示全部的內(nèi)容，但是問題有來了， 138 和 595 的組合輸入究竟是什么樣的。 能夠控制行，還得能控制任意一個(gè)點(diǎn)。電路是用 74HC138 譯碼器和 74HC595 移位寄存器組合實(shí)現(xiàn)的，這樣就大概知道電路是如何工作的，我們就試著按自己的理解去連接的電 路并給通過單片機(jī)控制 LED 點(diǎn)陣屏，寫了幾個(gè)程序發(fā)現(xiàn) LED 點(diǎn)陣屏上一直不亮，就考慮是否是硬件出了問題，但是經(jīng)過測(cè)試后發(fā)現(xiàn) LED 屏的正負(fù)極是有 +5V 電壓的，并且 LED 的引腳同 51 單片機(jī)的連接也正確。 這 里要真正實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)掃描則分為兩部分第一部分是 buf 數(shù)據(jù)緩存區(qū)的數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)變化，第二部分是對(duì) LED 屏的行的動(dòng)態(tài)掃 全 國(guó) 大 學(xué) 生 嵌 入 式 物 聯(lián) 網(wǎng) 設(shè) 計(jì) 大 賽 13 描 。 而 控制 LED 點(diǎn)陣屏的首要問題就是點(diǎn)陣屏上每一行的亮滅是如何在單片機(jī)中實(shí)現(xiàn)的，接下來我們就試著去控制點(diǎn)陣屏的的每一個(gè)點(diǎn)的亮滅，直到可以控制任意點(diǎn)亮和滅。這就實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)掃描。這時(shí)在要顯示的