单片机与GPS接收器串口通信及NMEA-0183协议解析

本文主要介绍了单片机与GPS接收器之间的接口通信，特别是NMEA-0183协议，这是GPS接收器常见的数据传输标准。此外，还涉及到GPS数据包的解析程序，对于开发基于单片机的GPS应用具有一定的参考价值。 在单片机系统中，GPS接收器通常通过串行接口（UART）与单片机进行通信，这是因为串行通信相对于并行通信更节省硬件资源，适合资源有限的单片机。GPS接收器发送的数据遵循特定的应用协议，如NMEA-0183，这是一种广泛使用的标准，使得不同厂商的GPS设备能够与多种系统兼容。 NMEA-0183协议包含了一系列以"$"开头，以"*"和校验和结束的字符串，每种字符串代表一种特定的GPS信息类型。例如： 1. GPGGA：这是GPS定位数据的完整信息，包含了时间、纬度、经度、定位质量、卫星数量、定位精度（HDOP）、天线高度、地理高度以及差分GPS信息等。其中，时间是以UTC表示，纬度和经度用度分秒形式表达，定位质量指示0-3分别表示未定位、GPS定位、差分GPS定位，卫星数量表示用于定位的卫星数目，天线高度和地理高度以米为单位，DGPS修正时间表示差分数据的时龄。 2. GPGLL：这个数据包仅包含地理位置的纬度和经度信息，用于快速获取当前位置，不包括其他详细信息。 3. GPGSA：该报文提供了卫星选择模式（自动或手动）和用于定位的卫星列表，以及PDOP（位置精度劣化因子），这反映了定位精度的整体状况。 解析GPS数据包的程序通常会针对这些NMEA语句进行解析，提取所需的信息，如位置、速度、时间和方向。对于基于单片机的设备，例如手持设备、无人机或物联网设备，这样的接口和解析程序至关重要，它们使设备能够根据GPS数据实现导航、定位、追踪等功能。 在实际应用中，开发人员需要了解NMEA-0183协议的各个字段含义，并编写合适的代码来解析接收到的数据。同时，还需要考虑串口通信的波特率、数据位、停止位和校验方式等设置，以确保与GPS接收器的正确通信。单片机与GPS接收器的接口设计不仅涉及到硬件连接，还包括软件层面的数据处理和协议理解，对于实现高效、准确的GPS应用至关重要。