描述

我發(fā)現(xiàn)沒有關(guān)于 Arduino Mega 與 NEO-6M GPS 模塊接口的教程，所以我決定制作一個。希望你喜歡！

所需組件

硬件

• Arduino 超級 ==> 30 美元
• Neo-6M GPS 模塊 ==> $30

軟件

• Arduino IDE

該項目的總成本為60美元。

全球定位系統(tǒng)信息

什么是全球定位系統(tǒng)？

全球定位系統(tǒng) (GPS) 是一種基于衛(wèi)星的導(dǎo)航系統(tǒng)，由至少 24 顆衛(wèi)星組成。GPS 全天 24 小時在任何天氣條件下工作，在世界任何地方工作，無需訂閱費或設(shè)置費。

GPS的工作原理

GPS 衛(wèi)星在精確的軌道上每天繞地球兩次。每顆衛(wèi)星都傳輸獨特的信號和軌道參數(shù)，使 GPS 設(shè)備能夠解碼和計算衛(wèi)星的精確位置。GPS 接收器使用此信息和三邊測量來計算用戶的確切位置。本質(zhì)上，GPS 接收器通過接收發(fā)射信號所需的時間量來測量到每顆衛(wèi)星的距離。通過更多衛(wèi)星的距離測量，接收器可以確定用戶的位置并顯示它。

要計算您的二維位置（緯度和經(jīng)度）并跟蹤運動，GPS 接收器必須鎖定至少 3 顆衛(wèi)星的信號。通過 4 顆或更多衛(wèi)星，接收器可以確定您的 3-D 位置（緯度、經(jīng)度和高度）。通常，GPS 接收器將跟蹤 8 顆或更多衛(wèi)星，但這取決于一天中的時間和您在地球上的位置。確定您的位置后，GPS 單元可以計算其他信息，例如

• 速度
• 軸承
• 追蹤
• 行程范圍
• 到目的地的距離

什么是信號

GPS 衛(wèi)星至少傳輸 2 個低功率無線電信號。信號通過視線傳播，這意味著它們將穿過云層、玻璃和塑料，但不會穿過大多數(shù)固體物體，例如建筑物和山脈。然而，現(xiàn)代接收器更敏感，通常可以跟蹤房屋。GPS 信號包含 3 種不同類型的信息

• 偽隨機(jī)碼

它是一個 ID 代碼，用于識別正在傳輸信息的衛(wèi)星。您可以在設(shè)備的衛(wèi)星頁面上查看從哪些衛(wèi)星接收信號。

• 星歷數(shù)據(jù)

需要星歷數(shù)據(jù)來確定衛(wèi)星的位置，并提供有關(guān)衛(wèi)星健康狀況、當(dāng)前日期和時間的重要信息。

• 年歷數(shù)據(jù)

年歷數(shù)據(jù)告訴 GPS 接收器，每顆 GPS 衛(wèi)星在一天中的任何時間都應(yīng)該在哪里，并顯示該衛(wèi)星和系統(tǒng)中所有其他衛(wèi)星的軌道信息。

Neo-6M GPS模塊

NEO-6M GPS模塊如下圖所示。它帶有一個外部天線，不帶有插頭引腳。所以你需要焊接它。

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NEO-6M GPS模塊概述

• NEO-6M GPS芯片

該模塊的核心是 u-blox 的 NEO-6M GPS 芯片。它可以在 50 個通道上跟蹤多達(dá) 22 顆衛(wèi)星，并達(dá)到業(yè)界最高水平的靈敏度，即 -161 dB 跟蹤，同時僅消耗 45mA 電源電流。u-blox 6 定位引擎還擁有不到 1 秒的首次定位時間 (TTFF)。該芯片提供的最佳功能之一是省電模式 (PSM)。它可以通過選擇性地打開和關(guān)閉接收器的某些部分來降低系統(tǒng)功耗。這將模塊的功耗顯著降低至僅 11mA，使其適用于 GPS 手表等對功率敏感的應(yīng)用。NEO-6M GPS 芯片的必要數(shù)據(jù)引腳被拆分為“0.1” 間距接頭。這包括通過 UART 與微控制器通信所需的引腳。

注意：- 模塊支持波特率從 4800bps 到 230400bps，默認(rèn)波特率為 9600。

位置固定 LED 指示燈

NEO-6M GPS 模塊上有一個 LED，用于指示定位狀態(tài)。它會根據(jù)它所處的狀態(tài)以不同的速率閃爍

• No Blinking ==> 表示正在搜索衛(wèi)星
• 每 1 秒閃爍一次- 表示已找到定位

• 3.3V LDO 穩(wěn)壓器

NEO-6M 芯片的工作電壓為 2.7 至 3.6V。但是，該模塊配備了MICREL的MIC5205超低壓差3V3穩(wěn)壓器。邏輯引腳也可以承受 5 伏電壓，因此我們可以輕松地將其連接到 Arduino 或任何 5V 邏輯微控制器，而無需使用任何邏輯電平轉(zhuǎn)換器。

電池和 EEPROM

該模塊配備一個 HK24C32 兩線串行 EEPROM。它大小為4KB，通過I2C連接到NEO-6M芯片。模塊還包含一個可充電紐扣電池，用作超級電容器。

EEPROM 與電池一起有助于保留電池支持的 RAM (BBR)。BBR 包含時鐘數(shù)據(jù)、最新位置數(shù)據(jù)（GNSS 或位數(shù)據(jù)）和模塊配置。但它并不意味著永久數(shù)據(jù)存儲。

由于電池保留時鐘和最后位置，首次定位時間 (TTFF) 顯著減少到 1 秒。這允許更快的位置鎖定。

如果沒有電池，GPS 總是冷啟動，因此初始 GPS 鎖定需要更多時間。通電時電池會自動充電，并且可以在沒有電源的情況下保持?jǐn)?shù)據(jù)長達(dá)兩周。

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引腳排列

• GND 是接地引腳，需要連接到 Arduino 上的 GND 引腳。
• TxD（發(fā)送器）引腳用于串行通信。
• RxD（接收器）引腳用于串行通信。
• VCC 為模塊供電。您可以直接將其連接到 Arduino 上的 5V 引腳。

阿杜諾兆

Arduino 是一個基于易于使用的硬件和軟件的開源電子平臺。Arduino 板能夠讀取輸入——傳感器上的光、按鈕上的手指或 Twitter 消息——并將其轉(zhuǎn)換為輸出——激活電機(jī)、打開 LED、在線發(fā)布內(nèi)容。您可以通過向板上的微控制器發(fā)送一組指令來告訴您的板該做什么。為此，您需要使用 Arduino 編程語言（基于 Wiring）和基于 Processing 的 Arduino 軟件 (IDE)。

Arduino Mega 2560 是基于 Atmega2560 的微控制器板。

• 板上集成了 54 個數(shù)字 I/O 引腳和 16 個模擬引腳，這使得該設(shè)備獨一無二并與眾不同。在 54 個數(shù)字 I/O 中，15 個用于 PWM（脈沖寬度調(diào)制）。
• 16MHz頻率的晶體振蕩器。
• 該板帶有 USB 電纜端口，用于將代碼從計算機(jī)連接和傳輸?shù)桨濉?
• 直流電源插孔與用于為電路板供電的電路板耦合。
• 該板帶有兩個電壓調(diào)節(jié)器，即 5V 和 3.3V，可根據(jù)要求靈活調(diào)節(jié)電壓。
• 有一個復(fù)位按鈕和 4 個稱為 USART 的硬件串行端口，可產(chǎn)生最大的通信設(shè)置速度。
• 有三種方式為電路板供電。您可以使用 USB 電纜為電路板供電并將代碼傳輸?shù)诫娐钒澹部梢允褂秒娐钒宓?Vin 或通過電源插孔或電池為其供電。

規(guī)格

引腳排列

引腳說明

• 5V & 3.3V ==>此引腳用于提供 5V 左右的輸出穩(wěn)壓。該穩(wěn)壓電源為板上的控制器和其他組件供電。它可以從電路板的 Vin 或 USB 電纜或其他穩(wěn)壓 5V 電壓電源獲得。而另一個電壓調(diào)節(jié)由 3.3V 引腳提供。它可以消耗的最大功率為50mA。
• GND ==>板上有 5 個接地引腳，這在項目需要多個接地引腳時非常有用。
• 復(fù)位==> 此引腳用于復(fù)位電路板。將此引腳設(shè)置為低電平將重置電路板。
• Vin ==> 它是提供給電路板的輸入電壓，范圍從 7V 到 20V。電源插孔提供的電壓可通過此引腳訪問。但是，通過該引腳到電路板的輸出電壓將自動設(shè)置為 5V。
• 串行通信==> RXD 和 TXD 是用于發(fā)送和接收串行數(shù)據(jù)的串行引腳，即 Rx 表示數(shù)據(jù)的傳輸，而 Tx 用于接收數(shù)據(jù)。使用這些串行引腳的四種組合，其中串行 0 包含 RX(0) 和 TX(1)，串行 1 包含 TX(18) 和 RX(19)，串行 2 包含 TX(16) 和 RX(17)，串行 3 包含 TX(14) 和 RX(15)。
• 外部中斷==> 六個引腳用于創(chuàng)建外部中斷，即中斷 0(0)、中斷 1(3)、中斷 2(21)、中斷 3(20)、中斷 4(19)、中斷 5(18)。這些引腳通過多種方式產(chǎn)生中斷，即提供低值、上升沿或下降沿或改變中斷引腳的值。
• LED ==> 該板帶有連接到數(shù)字引腳 13 的內(nèi)置 LED。該引腳的高值將打開 LED，低值將其關(guān)閉。
• AREF ==> AREF 代表模擬參考電壓，它是模擬輸入的參考電壓。
• 模擬引腳==> 板上有 16 個模擬引腳，標(biāo)記為 A0 到 A15。需要注意的是，所有這些模擬引腳都可以用作數(shù)字 I/O 引腳。每個模擬引腳都有 10 位分辨率。這些引腳可以測量從地到 5V 的電壓。但是，可以使用 AREF 和analogReference() 函數(shù)更改上限值。
• I2C ==> 20 和 21 兩個引腳支持 I2C 通信，其中 20 代表 SDA（串行數(shù)據(jù)線，主要用于保存數(shù)據(jù)），21 代表 SCL（串行時鐘線，主要用于提供設(shè)備之間的數(shù)據(jù)同步）
• SPI 通信==> SPI 代表串行外圍接口，用于在控制器和其他外圍組件之間傳輸數(shù)據(jù)。四個引腳即 50 (MISO)、51 (MOSI)、52 (SCK)、53 (SS) 用于 SPI 通信。

Arduino IDE

在這里，我假設(shè)您已經(jīng)安裝了 Arduino IDE。

1.下載下面給出的所需庫

TinyGPS 庫

2.下載后。解壓縮并將其移動到文件夾 C:\Users\...\Documents\Arduino\libraries 確保沒有 (-)。

3. 打開 Arduino IDE 并從程序部分復(fù)制代碼。

4. 然后選擇板子去工具 ==> 板子 ==> 在這里選擇板子，我們使用的是 Arduino Mega 2560。

5. 選擇板選擇端口后，轉(zhuǎn)到工具 ==> 端口。

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6. 選擇板子和端口后點擊上傳。

連接

Arduino MEGA ==> NEO-6M GPS

• 3.3V ==> VCC
• 接地 ==> 接地
• Tx1 (18) ==> 接收
• Rx1 (19) ==> Tx

您也可以使用 Serial2 或 Serial3 代替 Serial1

串行 2 針

• Tx2 (16) ==> 接收
• Rx2 (17) ==> 發(fā)送

串行 3 針

• Tx3 (14) ==> 接收
• Rx3 (15) ==> Tx

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結(jié)果

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