u-blox M8を使ったGPSモジュールを入手しました。今回はこのGPSから測位情報、時刻情報を取得しLCDのSC2004とMAX7219を使った7セグLEDに情報を表示するようにしてみます。今回もArduino用ではありません。(部分的にはArduinoでも使えない事はないと思いますが)
SC2004は以前紹介したSC1602を20文字x4行にしたものです。ドライバICはSC1602と同じで、表示用のアドレスのみ異なります。SC1602と同様にI2Cを使って制御します。
MAX7219は7セグLED 8桁をドライブできるICです。こちらはSPIで制御します。今回も、I2C,SPIともにH/Wペリフェラルは使わず、S/Wで制御します。MAX7219にはTM1638で作ったドライバが小修正で使えます。
GPSは秋月電子で購入したu-blox M8モジュールを使います。UARTの通信速度はデフォルトの9600bpsです。
SC2004は表示できる文字も多いので、ついでにBME280で測定した気温、湿度、気圧も合わせて表示します。
マイコンはいつもの通り、STM32F103C8T6を搭載したBlue Pillボードを使いました。FreeRTOSを使用し、C++でコーディングしています。(組み込みなので、クラスが使えるCレベルの使い方です)
こんな感じです。(デモ表示用に、緯度経度の小数点以下は強制的に0で表示しています）
SC2004は、I2Cで通信するのに加え液晶ですので応答が遅く、時刻表示の更新速度を上げるのが難しいため、秒までの表示とし、秒以下の時刻は、MAX7219の7セグLEDに表示することにします。上位4桁のLEDはダブルコロン付きのものに変更しています。GPSモジュールからの1ppsパルスに同期し、内部クロックで10ms毎に更新します。1PPSパルスの立ち上がりエッジとMAX7219のCSの立ち上がりエッジまでの遅延はだいたい0.5ms程度でした。表示例は、13時56分20秒+760msです。毎0秒に秒のコロンを100ms間点灯します。(こちらも約0.5ms程度のディレイがあります)
また、Blue Pillボードの緑LEDも1pps出力に同期し100ms間点灯します。こちらは1ppsに対して50us程度(割り込み+α)のディレイでした。
STM32CubeIDE(CubeMX)でのConfigurationはSTM32_RTOS_SC1602_BME280_GPSを参照してください。I2Cを使用するSC2004とBME280は別タスクにしましたので、ポートを分けました。
RTCも設定していますが、結局使用していません。
MAX7219のドライバです。
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 |
/* * max7219.h * * Created on: 2019/07/23 * Author: http://www.e-momonga.com/honkytonk * Copyright 2019 honkytonk. All right reserved. */ #ifndef MAX7219_H_ #define MAX7219_H_ #include "sw_i2c.h" #include "stm32f1xx_hal.h" #include "main.h" #ifdef __cplusplus extern "C" { #endif #ifdef __cplusplus }; #endif #define MAX7219_NO_OP 0x00 #define MAX7219_DIGIT_0 0x01 #define MAX7219_DIGIT_1 0x02 #define MAX7219_DIGIT_2 0x03 #define MAX7219_DIGIT_3 0x04 #define MAX7219_DIGIT_4 0x05 #define MAX7219_DIGIT_5 0x06 #define MAX7219_DIGIT_6 0x07 #define MAX7219_DIGIT_7 0x08 #define MAX7219_DECODE_MODE 0x09 #define MAX7219_INTENSITY 0x0A #define MAX7219_SCAN_LIMIT 0x0B #define MAX7219_SHUTDOWN 0x0C #define MAX7219_DISPLAY_TEST 0x0F typedef enum{SPI_MSB_FIRST = 0, SPI_LSB_FIRST}spi_bit_order; const uint8_t digit_cmd_n[] = { MAX7219_DIGIT_0, MAX7219_DIGIT_1, MAX7219_DIGIT_2, MAX7219_DIGIT_3, MAX7219_DIGIT_4, MAX7219_DIGIT_5, MAX7219_DIGIT_6, MAX7219_DIGIT_7, }; #ifdef __cplusplus class MAX7219{ private: gpio cs; gpio clk; gpio dout; gpio din; bool bitOrder = SPI_MSB_FIRST; bool initComplete = false; uint8_t segmentData[8] = {0}; uint8_t block = 0; uint8_t mode = 0; public: MAX7219(gpio io_cs, gpio io_clk, gpio io_dout); void setCsPort(gpio io){cs = io;} void setClkPort(gpio io){clk = io;} void setDoutPort(gpio io){dout = io;} void setDinPort(gpio io){din = io;} virtual void setDigit(uint8_t digit, uint8_t num, uint8_t dot); void setDecimalNumber(uint32_t num); void setAsciiStr(uint8_t digit, uint8_t* str); void sendDisplayRegister(uint8_t adrs); void clearAllDisplayedDigit(void); void clearDigit(uint8_t digit); void setDecodeMode(bool bcd, uint8_t mask); void setIntensity(uint8_t intensity); void setScanLimit(uint8_t digit); void setShutdown(bool mode); void setTestMode(bool mode); uint32_t handler(void); void selectBlock(uint8_t b){this->block = b;} void resetDevice(void); bool isInitCompleted(void){return this->initComplete;} uint32_t clearDevice(void); uint32_t enableDevice(void); uint32_t initDevice(void); uint32_t updateDisplay(void); private: void CS(bool hl){ HAL_GPIO_WritePin(this->cs.group, this->cs.port, hl ? GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET); } void CLK(bool hl){ HAL_GPIO_WritePin(this->clk.group, this->clk.port, hl ? GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET); } void DOUT(bool hl){ HAL_GPIO_WritePin(this->dout.group, this->dout.port, hl ? GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET); } bool DIN(void){ return HAL_GPIO_ReadPin(this->din.group, this->din.port) ? true : false; } void BLOCK(uint8_t block){ this->block = block; } uint8_t readByte(void); void clearAllDigit(void); void sendShiftData(const uint8_t *data, uint8_t len); void sendData(const uint8_t *data, const uint8_t len, uint8_t block = 0); void sendNop(uint8_t num_nop); }; #endif #endif /* MAX7219_H_ */ |
フォントはTM1638で作ったものを再利用しています。
TM1638は、LSBファーストのフォーマットでしたので、MSBファーストに変換するのが面倒でfontConvert()を使って変換しています。無駄な処理ですね…
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 398 399 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420 421 422 423 424 425 426 427 428 429 430 431 432 433 434 435 436 437 438 439 440 441 442 443 444 445 446 447 448 449 450 451 452 453 454 455 456 457 458 459 460 461 462 463 464 465 466 467 468 469 470 471 472 473 474 475 476 477 478 479 480 481 482 483 484 485 486 487 488 489 490 491 492 493 494 |
/* * max7219.cpp * * Created on: 2019/07/23 * Author: http://www.e-momonga.com/honkytonk * Copyright 2019 honkytonk. All right reserved. */ #include <stdint.h> #include "sw_i2c.h" #include "max7219.h" #include "stm32f1xx_it.h" #include "main.h" static const uint8_t numTo7Seg[] = { 0b00111111, // 0 0b00000110, // 1 0b01011011, // 2 0b01001111, // 3 0b01100110, // 4 0b01101101, // 5 0b01111101, // 6 0b00000111, // 7 0b01111111, // 8 0b01101111, // 9 0b01110111, // A 0b01111100, // B 0b00111001, // C 0b01011110, // D 0b01111001, // E 0b01110001, // F 0b00000000, // White space 0b01111011, // e -- error }; static const uint8_t asciiTo7Seg[] = { 0b00000000, // 0 0b00000000, // 1 0b00000000, // 2 0b00000000, // 3 0b00000000, // 4 0b00000000, // 5 0b00000000, // 6 0b00000000, // 7 0b00000000, // 8 0b00000000, // 9 0b00000000, // 10 0b00000000, // 11 0b00000000, // 12 0b00000000, // 13 0b00000000, // 14 0b00000000, // 15 0b00000000, // 16 0b00000000, // 17 0b00000000, // 18 0b00000000, // 19 0b00000000, // 20 0b00000000, // 21 0b00000000, // 22 0b00000000, // 23 0b00000000, // 24 0b00000000, // 25 0b00000000, // 26 0b00000000, // 27 0b00000000, // 28 0b00000000, // 29 0b00000000, // 30 0b00000000, // 31 0b00000000, // 32 <space> 0b10000110, // 33 ! 0b00100010, // 34 " 0b01111110, // 35 # 0b01101101, // 36 $ 0b00000000, // 37 % 0b00000000, // 38 & 0b00000010, // 39 ' 0b00110000, // 40 ( 0b00000110, // 41 ) 0b01100011, // 42 * 0b00000000, // 43 + 0b00000100, // 44 , 0b01000000, // 45 - 0b10000000, // 46 . 0b01010010, // 47 / 0b00111111, // 48 0 0b00000110, // 49 1 0b01011011, // 50 2 0b01001111, // 51 3 0b01100110, // 52 4 0b01101101, // 53 5 0b01111101, // 54 6 0b00100111, // 55 7 0b01111111, // 56 8 0b01101111, // 57 9 0b00000000, // 58 : 0b00000000, // 59 ; 0b00000000, // 60 < 0b01001000, // 61 = 0b00000000, // 62 > 0b01010011, // 63 ? 0b01011111, // 64 @ 0b01110111, // 65 A 0b01111111, // 66 B 0b00111001, // 67 C 0b00111111, // 68 D 0b01111001, // 69 E 0b01110001, // 70 F 0b00111101, // 71 G 0b01110110, // 72 H 0b00000110, // 73 I 0b00011111, // 74 J 0b01111010, // 75 K 0b00111000, // 76 L 0b00010101, // 77 M 0b00110111, // 78 N 0b00111111, // 79 O 0b01110011, // 80 P 0b01100111, // 81 Q 0b00110001, // 82 R 0b01101101, // 83 S 0b01111000, // 84 T 0b00111110, // 85 U 0b00101010, // 86 V 0b00011101, // 87 W 0b01110110, // 88 X 0b01101110, // 89 Y 0b01011011, // 90 Z 0b00111001, // 91 [ 0b01100100, // 92 (BACK SLASH) 0b00001111, // 93 ] 0b00000000, // 94 ^ 0b00001000, // 95 _ 0b00100000, // 96 ` 0b01011111, // 97 a 0b01111100, // 98 b 0b01011000, // 99 c 0b01011110, // 100 d 0b01111011, // 101 e 0b00110001, // 102 f 0b01101111, // 103 g 0b01110100, // 104 h 0b00000100, // 105 i 0b00001110, // 106 j 0b01110101, // 107 k 0b00110000, // 108 l 0b01010101, // 109 m 0b01010100, // 110 n 0b01011100, // 111 o 0b01110011, // 112 p 0b01100111, // 113 q 0b01010000, // 114 r 0b01101101, // 115 s 0b01111000, // 116 t 0b00011100, // 117 u 0b00101010, // 118 v 0b00011101, // 119 w 0b01110110, // 120 x 0b01101110, // 121 y 0b01000111, // 122 z 0b01000110, // 123 { 0b00000110, // 124 | 0b01110000, // 125 } 0b00000001, // 126 ~ 0b00000000, // 127 DEL }; static inline void shortWait(volatile uint16_t wait) { do{ wait--; }while(wait); } uint8_t fontConvert(uint8_t data) { uint8_t mask = 0x40; uint8_t bit = 0x01; uint8_t ret = 0; for(uint8_t i = 0; i < 7; i++){ ret |= (data & mask ? bit : 0x00); mask >>= 1; bit <<= 1; } return ret; } MAX7219::MAX7219(gpio io_cs, gpio io_clk, gpio io_dout) { this->cs = io_cs; this->clk = io_clk; this->dout = io_dout; } void MAX7219::sendShiftData(const uint8_t *data, uint8_t len) { this->DOUT(0); this->CLK(0); // shortWait(1); for(uint16_t i = 0; i < len; i++){ uint16_t mask = 0x01; if(this->bitOrder == SPI_LSB_FIRST){ mask = 0x01; } else{ mask = 0x80; } for(uint8_t j = 0; j < 8; j++){ this->CLK(0); if(data[i] & mask){ this->DOUT(1); } else{ this->DOUT(0); } if(this->bitOrder == SPI_LSB_FIRST){ mask <<= 1; } else{ mask >>= 1; } // shortWait(1); this->CLK(1); // shortWait(1); } } } void MAX7219::sendData(const uint8_t *data, const uint8_t len, uint8_t block) { this->DOUT(0); this->CLK(0); this->CS(1); // shortWait(1); this->CS(0); this->sendShiftData(data, len); if(this->block != 0){this->sendNop(this->block);} this->CS(1); // shortWait(1); this->CLK(0); } void MAX7219::sendNop(uint8_t block) { const uint8_t data[2] = {MAX7219_NO_OP, 0x00}; while(block--){ this->sendData(data, 2); } } void MAX7219::setScanLimit(uint8_t digit) { uint8_t dat[2]; dat[0] = MAX7219_SCAN_LIMIT; dat[1] = digit & 0x0f; this->sendData(dat, 2); } void MAX7219::setShutdown(bool mode) { /* * mode * 0: Normal operation * 1: Shutdown mode */ uint8_t dat[2]; dat[0] = MAX7219_SHUTDOWN; dat[1] = mode ? 0x00 : 0x01; this->sendData(dat, 2); } uint8_t MAX7219::readByte(void) { uint8_t readData = 0; uint8_t mask = 0x01; this->CLK(1); this->DOUT(1); for(uint8_t i = 0; i < 8; i++){ this->CLK(0); shortWait(1); this->CLK(1); if(this->DIN()){ if(this->bitOrder){ readData |= mask << i; } else{ readData |= mask >> i; } } } return readData; } void MAX7219::setDecodeMode(bool bcd, uint8_t mask) { uint8_t data[2]; data[0] = MAX7219_DECODE_MODE; data[1] = bcd ? mask : ~mask; this->sendData(data,2); } void MAX7219::sendDisplayRegister(uint8_t adrs) { uint8_t data[2]; for(uint8_t i = 0; i < 8; i++){ data[0] = digit_cmd_n[7-i]; data[1] = this->segmentData[i]; this->sendData(data, 2); } } void MAX7219::clearDigit(uint8_t digit) { if(digit > 7){ digit = 7; } *(this->segmentData + digit) = 0x00; } void MAX7219::clearAllDigit(void) { for(uint8_t i = 0; i < sizeof(segmentData)/sizeof(uint8_t); i ++){ *(this->segmentData + i) = 0x00; } } void MAX7219::clearAllDisplayedDigit(void) { this->clearAllDigit(); this->sendDisplayRegister(0); } void MAX7219::setDigit(uint8_t digit, uint8_t num, uint8_t dot) { /* * dot * 0x00: dot OFF * 0x01: dot ON */ uint8_t* data; data = this->segmentData + digit; if(num > 0x0f){num = sizeof(numTo7Seg)/sizeof(uint8_t)-1; } *data = fontConvert(numTo7Seg[num]); if(dot & 0x01){ // dot *data |= 0x80; } } void MAX7219::setDecimalNumber(uint32_t num) { uint32_t div = 10000000; bool zeroEnb = false; this->clearAllDigit(); if(num > 99999999) {num = 99999999;} for(uint8_t col = 0; col < 8 ; col ++){ uint8_t s = (num / div); if(s || zeroEnb){ this->setDigit(col, s, 0x00); zeroEnb = true; } else{ this->clearDigit(col); } num = num % (s * div); div /= 10; } } void MAX7219::setAsciiStr(uint8_t digit, uint8_t* str) { uint8_t* data; uint8_t len = 0; uint8_t dot = 0; for(len = 0; len < 255; len++){ if(str[len] == '.'){ dot++;} if(str[len] == 0x00){ break;} } if(len > 8 +dot){ len = 8 +dot;} for(uint8_t i = 0, j = 0; i < len && j < 8; ){ data = this->segmentData + (digit + j); if(str[i] < 0x80){ if(str[i] != '.'){ *data = fontConvert(asciiTo7Seg[str[i]]); j++; if((i+1 < len) && (str[i+1] == '.')){ *data |= 0x80; i++; } } else if(str[i] == '.'){ *data |= 0x80; j++; } } i++; } } void MAX7219::setTestMode(bool mode) { uint8_t data[2]; data[0] = MAX7219_DISPLAY_TEST; data[1] = mode ? 0x01 : 0x00; this->sendData(data, 2); } void MAX7219::setIntensity(uint8_t duty) { uint8_t data[2]; data[0] = MAX7219_INTENSITY; data[1] = duty & 0x0f; this->sendData(data, 2); } void MAX7219::resetDevice(void) { this->mode = 0; this->initComplete = false; } uint32_t MAX7219::clearDevice(void) { this->initComplete = false; this->block = 0; //One device, not daisy chained. this->clearAllDisplayedDigit(); this->mode++; return 100; } uint32_t MAX7219::enableDevice(void) { this->initComplete = false; this->setShutdown(false); //Set to normal operation this->mode++; return 50; } uint32_t MAX7219::initDevice(void) { this->initComplete = false; this->setTestMode(false); //Exit test mode this->setScanLimit(0x07); //Set display all digits. (8 digits) this->setDecodeMode(false, 0xff); //Use user fonts this->setIntensity(0x01); //Display brightness this->mode++; return 50; } uint32_t MAX7219::updateDisplay(void) { this->initComplete = true; this->sendDisplayRegister(0); //Update display register return 2; } |
実際にMAX7219で表示させる処理はTaskMax7219()で行なっています。
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 |
/* * task_max7219.h * * Created on: Dec 8, 2019 * Author: http://www.e-momonga.com/honkytonk * Copyright 2019 honkytonk. All right reserved. */ #ifndef TASK_MAX7219_H_ #define TASK_MAX7219_H_ #include "cmsis_os.h" #include "main.h" #include "nmea.h" #include "max7219.h" #include "task_sc1602.h" #include "sc1602_i2c.h" typedef struct { uint8_t digit; uint8_t message[20]; }max7219_message_t; #ifdef __cplusplus extern "C" { #endif void TaskMax7219(void const * argument); #ifdef __cplusplus }; #endif #endif /* TASK_MAX7219_H_ */ |
実装部分です。FreeRTOSのTaskとしています。
別のタスクからMailQueueで送られた文字列を表示します。
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 |
/* * task_max7219.cpp * * Created on: Dec 8, 2019 * Author: http://www.e-momonga.com/honkytonk * Copyright 2019 honkytonk. All right reserved. */ #include "task_max7219.h" osMailQId MAX7219MailHandle; osMailQDef(MAX7219Mail, 2, max7219_message_t); class MAX7219 max7219({MAX_CS_GPIO_Port, MAX_CS_Pin}, {MAX_CLK_GPIO_Port, MAX_CLK_Pin},{MAX_DOUT_GPIO_Port, MAX_DOUT_Pin}); void TaskMax7219(void const * argument) { MAX7219MailHandle = osMailCreate(osMailQ(MAX7219Mail), NULL); uint32_t delay = 10; delay = max7219.clearDevice(); osDelay(delay); delay = max7219.enableDevice(); osDelay(delay); delay = max7219.initDevice(); osDelay(delay); for(;;) { osEvent event = osMailGet(MAX7219MailHandle, osWaitForever); if(event.status == osEventMail){ max7219_message_t *message = (max7219_message_t*)event.value.p; max7219.setAsciiStr(message->digit, message->message); delay = max7219.updateDisplay(); osMailFree(MAX7219MailHandle, message); } } } |
SC1602からSC2004用に改造した部分です。文字の表示位置を設定するsetCursorPosition()を変更します。
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 |
#define SC_MAX_LINE 4 #define SC_MAX_COLUMN 20 #define SC_2004 void SC1602_I2C::setCursorPosition(uint8_t line, uint8_t column) { uint8_t data; if(line > SC_MAX_LINE) line = SC_MAX_LINE -1; if(column > SC_MAX_COLUMN) column = SC_MAX_COLUMN -1; switch(line){ case 0: data = 0; break; case 1: data = 0x40; break; case 2: data = 0x14; break; case 3: data = 0x54; break; } data += column; this->setDDRamAddress(data); } |
GPSモジュールから送られてくるNMEAセンテンスを解析する関数です。
RMCとGGAのみ解析し、日付、時刻、位置情報、衛星の受信数を取得しています。
UARTで受信したNMEAセンテンス(NULL終端)をparseNmea()に渡します。
NMEAセンテンスのチェックサムはUARTの受信処理で確認してしています。
mStrlen()はstrlen()と同じですが、最大文字列長を制限しています。
日付、時刻情報が取得できない場合は、2001/1/1/09:00(JST)になります。(1秒前の値を設定しています)
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 |
/* * nmea.h * * Created on: 2019/11/22 * Author: http://www.e-momonga.com/honkytonk * Copyright 2019 honkytonk. All right reserved. */ #ifndef INC_NMEA_H_ #define INC_NMEA_H_ #include <stdint.h> #include <stdbool.h> #include "stm32f1xx_hal.h" #include "cmsis_os.h" enum{GNS_NORTH = 0, GNS_SOUTH, GNS_EAST, GNS_WEST}; typedef struct{ uint8_t deg; uint8_t min; uint32_t submin; uint8_t ns; }GPS_LatitudeTypeDef; typedef struct{ uint8_t deg; uint8_t min; uint32_t submin; uint8_t ew; }GPS_LongtitudeTypeDef; typedef enum{GNS_VOID = 0, GNS_ACTIVE = 1} GPS_StatusTypedef; typedef struct{ uint8_t isUpdate; RTC_TimeTypeDef time; RTC_DateTypeDef date; uint16_t subseconds; GPS_StatusTypedef status; GPS_LatitudeTypeDef latitude; //IDO GPS_LongtitudeTypeDef longtitude; //keido uint8_t mode; uint8_t fix_quality; uint8_t satelites_num; }GPS_DataTypeDef; void parseNmea(uint8_t* nmeaStr); void parseRMC(uint8_t* nmeaStr); void parseGGA(uint8_t* nmeaStr); int16_t checkKeyWord(uint8_t *cmd_buff, uint8_t *keyword, uint16_t buff_size); #endif /* INC_NMEA_H_ */ |
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 |
/* * nmea.cpp * * Created on: 2019/11/22 * Author: http://www.e-momonga.com/honkytonk * Copyright 2019 honkytonk. All right reserved. */ #include <string.h> #include "nmea.h" #include "utils.h" //int sprintf( char *apBuf, const char *apFmt, ... ); int tiny_printf( const char *format, ... ); GPS_DataTypeDef gns; void parseNmea(uint8_t* nmeaStr) { if(checkKeyWord(nmeaStr, (uint8_t*)"$GNRMC", mStrlen(nmeaStr)) >= 0){ // tiny_printf("$GNRMC found\n"); // tiny_printf("%s\n",nmeaStr); // tiny_printf("$GNRMC nmea len %d max length%d\n", mStrlen(nmeaStr), maxlen); parseRMC(nmeaStr); } if(checkKeyWord(nmeaStr, (uint8_t*)"$GNGGA", mStrlen(nmeaStr)) >= 0){ // tiny_printf("$GNGGA found\n"); // tiny_printf("%s\n",nmeaStr); // tiny_printf("$GNGGA nmea len %d max length%d\n", mStrlen(nmeaStr), maxlen); parseGGA(nmeaStr); } } int16_t checkKeyWord(uint8_t *cmd_buff, uint8_t *keyword, uint16_t buff_size) //Command in cmd_buff must be string, will terminate NULL. { bool is_found = false; int16_t cnt = 0; uint16_t buffer_len = buff_size; do{ if(strncmp((const char*)cmd_buff+cnt, (const char*)keyword, mStrlen(keyword)) == 0){ is_found = true; break; } else{ cnt++; if(cnt >= buffer_len || cmd_buff[cnt] == '\0') break; } }while(!is_found); return is_found ? cnt: -1; } enum{NMEA_RMC_TYPE = 0, NMEA_RMC_UTC_TIME, NMEA_RMC_STATUS, NMEA_RMC_LATITUDE, NMEA_RMC_NS, NMEA_RMC_LONGITUDE, NMEA_RMC_EW, NMEA_RMC_VELOCITY, NMEA_RMC_ANGLE, NMEA_RMC_UTC_DATE, NMEA_RMC_MODE, NMEA_CHECK_SUM}; void parseRMC(uint8_t* str) { uint8_t *param; uint8_t paramNum = NMEA_RMC_TYPE; uint16_t cnt; cnt = 0; param = mStrtok_r(str, ',', &cnt); while(param){ uint8_t paramlen = mStrlen(param); switch(paramNum){ case NMEA_RMC_TYPE: break; case NMEA_RMC_UTC_TIME: if(paramlen >= 6){ gns.time.Hours = c2i(param[0])*10 + c2i(param[1]); gns.time.Minutes = c2i(param[2])*10 + c2i(param[3]); gns.time.Seconds = c2i(param[4])*10 + c2i(param[5]); gns.subseconds = c2i(param[7])*10 + c2i(param[8]);; } else{ gns.time.Hours = 23; gns.time.Minutes = 59; gns.time.Seconds = 59; gns.subseconds = 0; } break; case NMEA_RMC_STATUS: switch(param[0]){ case 'A': case 'a': gns.status = GNS_ACTIVE; break; case 'V': case 'v': gns.status = GNS_VOID; break; } break; case NMEA_RMC_LATITUDE: if(paramlen > 6 && param[4] == '.'){ gns.latitude.deg = c2i(param[0])*10 + c2i(param[1]); gns.latitude.min = c2i(param[2])*10 + c2i(param[3]); gns.latitude.submin = 0; uint16_t mk = 10000; for(uint8_t i = 5; i < paramlen; i++){ gns.latitude.submin += c2i(param[i])*mk; mk /= 10; } //tiny_printf("latitude %s, ",param); } break; case NMEA_RMC_NS: switch(param[0]){ case 'N': case 'n': gns.latitude.ns = GNS_NORTH; break; case 'S': case 's': gns.latitude.ns = GNS_SOUTH; break; } break; case NMEA_RMC_LONGITUDE: if(paramlen > 6 && param[5] == '.'){ gns.longtitude.deg = c2i(param[0])*100 + c2i(param[1])*10 +c2i(param[2]); gns.longtitude.min = c2i(param[3])*10 + c2i(param[4]); gns.longtitude.submin = 0; uint16_t mk = 10000; for(uint8_t i = 6; i < paramlen; i++){ gns.longtitude.submin += c2i(param[i])*mk; mk /= 10; } //tiny_printf("longtitude %s\n",param); } break; case NMEA_RMC_EW: switch(param[0]){ case 'E': case 'e': gns.longtitude.ew = GNS_EAST; break; case 'W': case 'w': gns.longtitude.ew = GNS_WEST; break; } break; case NMEA_RMC_VELOCITY: if(paramlen){ // tiny_printf("Velocity %s\n",param); } break; case NMEA_RMC_ANGLE: if(paramlen){ // tiny_printf("Angle %s\n",param); } break; case NMEA_RMC_UTC_DATE: if(paramlen == 6){ gns.date.Date = c2i(param[0])*10 + c2i(param[1]); gns.date.Month = c2i(param[2])*10 + c2i(param[3]); gns.date.Year = c2i(param[4])*10 + c2i(param[5]); } else{ gns.date.Date = 31; gns.date.Month = 12; gns.date.Year = 0; } break; default: break; } param = mStrtok_r(str, ',', &cnt); paramNum++; } if(gns.status == GNS_ACTIVE){ gns.isUpdate = true; } else{ gns.isUpdate = false; } } enum{NMEA_GGA_TYPE = 0, NMEA_GGA_UTC_TIME, NMEA_GGA_LATITUDE, NMEA_GGA_NS, NMEA_GGA_LONGITUDE, NMEA_GGA_EW, NMEA_GGA_FIX_QUALITY, NMEA_GGA_NUM_SATELITES, NMEA_GGA_HORIZ_DILUTION, NMEA_GGA_ALT_METER, NMEA_GGA_ALT_SEA, NMEA_GGA_GIOID_HEIGHT, NMEA_GGA_GIOD_M,NMEA_GGA_EMPTY_1,NMEA_EMPTY_2, NMEA_GGA_CHECK_SUM}; void parseGGA(uint8_t* str) { uint8_t *param; uint8_t paramNum = NMEA_GGA_TYPE; uint16_t cnt; cnt = 0; param = mStrtok_r(str, ',', &cnt); while(param){ uint16_t paramlen = mStrlen(param); switch(paramNum){ case NMEA_GGA_FIX_QUALITY: if(paramlen == 1){ gns.fix_quality = c2i(param[0]); } break; case NMEA_GGA_NUM_SATELITES: if(paramlen == 2){ gns.satelites_num = c2i(param[0])*10 + c2i(param[1]); } break; default: break; } param = mStrtok_r(str, ',', &cnt); paramNum++; } } |
mStrtok_r()はstrtok()の自作リエントラント版です。トークンは一つしか指定できません。GPSがきちんと受信できるまでNMEAセンテンスは”,”が連続し”,,”となることがあります。strtok()では無視されるのでmStrtok()ではちょっと仕様を変えています。c2i()はcharからintに変換する関数です。atoi()でも良いですが、小数点以下、文字列の制限などを考え一文字だけ変換にしました。
GPSの時刻は表示するときに+9時間してJSTに変換しています。
最後まで読んでいただいた貴方にバイナリを差し上げます。STM32_RTOS_SC1602_BME280_GPS.elf
ピンアサインは以下の通りです。詳細はSTM32_RTOS_SC1602_BME280_GPS.pdfを参照してください。
- SC2004 は、 PCF8574(スレーブアドレス 0x27)が接続されたものを使用してください。
PB8: SDA, PB9:SCL に接続してください。 - BME280は、I2Cモード(スレーブアドレス 0x76)を使用してください。
PB6: BME_SDA, PB7:BME_SCLに接続してください。 - MAX7219は、PB12:MAX_DOUT, PB13:MAX_CS, PB14:MAX_CLKに接続してください。
PB15への接続は不要です。 - GPSモジュールからのUART-TXはPA3:UART_RXに接続してください。
GPSモジュールからのUART-RXは接続不要です。 - GPSモジュールの1PPS出力はPB4:PPS_INに接続してください。
気温がマイナスの時の表示と南半球での緯度経度表示は確認していませんので正しく表示されないかも知れません。
本バイナリオブジェクトは、Arduino用ではありませんので、このバイナリオブジェクトを書き込むとArduino用のブートローダーが消えてしまいます。復元の方法は当方ではサポートできません。動作しない、誤動作する、本記事および関連記事、バイナリオブジェクトを使用して発生したいかなる被害、損失等についても当方は責任を負いません、また、いかなる保証もしません。自己責任でお使いください。無断転載、及び商用利用は禁止します。