用PIC16F874單片機進行GPS串口數據接收
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1、 GPS應用簡介
近年來GPS系統，已經在大地測繪、海上漁用、車輛定位監控、建筑、農業等各個領域得到廣泛應用。從九十年代我國引進GPS定位技術開始，經過十多年的市場培育，GPS定位應用進入了發展的最好時機，未來十年基于GPS的應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進行數據傳輸的。這些數據包括經度、緯度、海拔高度、時間、衛星使用情況等基本信息。開發人員再依據這些基本數據，進行數據處理來完成整套的定位系統軟件。
2、 GM-X205模塊數據格式
在進行數據接受編程之前，先介紹一下該模塊的數據格式。它支持NMEA-0183輸出格式。信息如下：
GGA位置測定系統定位資料（Global Positioning System Fix Data）
GSV 導航衛星資料（GNSS Satellites in View）
RMC導航衛星特定精簡資料（Recommended Minimum Specific GNSS Data）
VTG 方向及速度等相關資料（Course Over Ground and Ground Speed）
由于文章篇幅問題，筆者在這里只以接收GGA數據為例，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：
區域 | 名稱 | 例 | 單位 | 說明 |
1 | 信息ID | $GPGGA | GGA協議開始 | |
2 | UTC時間 | 033744 | hhmmss | |
3 | 緯度 | 2446.5241 | dddmm.mmmm | |
4 | 南/北半球指示 | N | N=north ； S=south | |
5 | 經度 | 12100.1536 | dddmm.mmmm | |
6 | 東/西半球指示 | E | E=east ； W=west | |
7 | 定位指示 | 1 | 0 =未定位 1=定位SPS模式 2=定位DGPS, SPS模式 | |
8 | 應位衛星數 | 10 | 00-12 | |
9 | HDOP | 0.8 | 米 | |
10 | 海拔高度 | 133.4 | 米 | |
11 | 海拔高度單位 | M | 米 | |
12 | WGS84水準面劃分 | |||
13 | WGS-84水準面劃分單位 | |||
14 | 累計GPS數據微分 | 本模塊中不可用 | ||
15 | 參考工作站ID | 本模塊中不可用 | ||
16 | 校驗位 | *1F |
上面例子中，我們可讀出位置信息：北緯24度46.5241分，西經121度00.1536分
格林威治時間：3點37分44秒
3、 PIC16F874數據接收程序
筆者在系統中把接收到的數據處理后，顯示到圖形液晶屏上。限于篇幅在這里只給出數據接收部分程序，并且只接收經度和時間信息，并且給出格林威治時間轉換為北京時間的轉換函數。其他數據接收程序類似。
;**********************************************************
; THIS IS A GPS RECEIVER PROGRAM *
;**********************************************************
LIST P=16F874
INCLUDE P16F874.INC
;*******寄存器定義 ********************
TEMP1 EQU 0X27
W_TEMP EQU 0X54
STATUS_TEMP EQU 0X55
LONG1 EQU 0X40 ；LONG1--- LONG10經度的10位數據
LONG2 EQU 0X41
LONG3 EQU 0X42
LONG4 EQU 0X43
LONG5 EQU 0X44
LONG6 EQU 0X45
LONG7 EQU 0X46
LONG8 EQU 0X47
LONG9 EQU 0X48
LONG10 EQU 0X49
T1 EQU 0X58 ;T1---T6時間的6位數據
T2 EQU 0X59
T3 EQU 0X60
T4 EQU 0X61
T5 EQU 0X62
T6 EQU 0X63
;********************************************************
ORG 00H
NOP
NOP
GOTO MAIN
ORG 04H ;設定按中端健才開始數據接受
NOP
NOP
GOTO INTERRUPT
;*********判斷頭文件是不是‘$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******************
RECEIVE
CALL PAND ;開始時間數據接收
MOVWF T1
CALL PAND
MOVWF T2
CALL PAND
MOVWF T3
CALL PAND
MOVWF T4
CALL PAND
MOVWF T5
CALL PAND
MOVWF T6 ;時間數據接收完成
CALL PAND ;跳過逗號
CALL PAND ;跳過10位緯度數據---開始
CALL PAND
CALL PAND
CALL PAND
CALL PAND
CALL PAND
CALL PAND
CALL PAND
CALL PAND
CALL PAND ;跳過10位緯度數據---結束
CALL PAND ;跳過逗號
CALL PAND ;跳過南/北緯判斷位數據
CALL PAND ;跳過逗號
CALL PAND ;接受經度信號開始
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 ;接受經度信號結束
RETURN
;***************串口寄存器中是否數據*****************
PAND
BCF STATUS,RP0
CC BTFSS PIR1,5
GOTO CC
MOVF RCREG,0
RETURN
;*****************中斷函數***************************
INTERRUPT
BCF INTCON,7 ;SET GIE=0屏蔽所有中端
BCF STATUS,RP0
BCF RCSTA,1 ;清除溢出錯誤位
BSF STATUS,RP0
BCF TXSTA,2 ;BRGH=0 Low speed
BCF TXSTA,4 ;Set Asynchronous mode
MOVLW 0X0C
MOVWF SPBRG ;設置波特率為4800
BCF STATUS,RP0
MOVLW B‘10010000‘
MOVWF RCSTA ;串口接收相關設置
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 ;清除串口設置
CALL CONVERT ;調用時間轉換函數
OUT BCF STATUS,RP0 ;跳出中斷部分，恢復寄存器
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
;************ 格林威治時間轉換為北京時間******************
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
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