Анатолий Беляев (aka Mr.ALB). Персональный сайт

/******************************************************
 * Информация по декодированию посылки с GPS-module
 * 
  Формат сообщений соответствует стандарту национальной
  ассоциации морской электроники NMEA
  (National Marine Electronics Association). 
  Сообщение — это текстовая строка, завершающаяся
  символом перевода строки, с полями,
  разделенными запятыми.
  Далее показано, как выглядит типичное сообщение:
  $GPRMC,081019.548,A,5342.6316,
    N,00239.8728,W,000.0,079.7,110613,,,A*76
  Поля в данном примере имеют следующие значения:
  • 0 $GPRMC — тип сообщения;
  • 1 081019.548 — время (очень точное)
      в 24-часовом формате, 8:10:19.548;
  • 2 A — метка готовности A - ok, V - недействительно
  • 3,4 5342.6316, N — широта, умноженная на 100,
      то есть 53,426316 градуса северной широты;
  • 5,6 00239.8728,W — долгота, умноженная на 100,
      то есть 0,2398728 градуса западной долготы;
  • 7 000.0 — скорость;
  • 8 079.7 — курс 79,7 градуса;
  • 9 110613 — дата, 11 июня 2013.
  Остальные поля для данного примера не имеют значения.

  ПРИМЕЧАНИЕ
  Полный список сообщений NMEA GPS можно найти 
  по адресу http://aprs.gids.nl/nmea/

    $ GPBOD - пеленг, исходная точка к пункту назначения
    $ GPBWC - пеленг и расстояние до маршрутной точки,
        большой круг
    $ GPGGA - данные о фиксации глобальной 
        системы позиционирования
    $ GPGLL - географическое положение,
        широта / долгота
    $ GPGSA - GPS DOP и активные спутники
    $ GPGSV - спутники GPS в вид
    $ GPHDT - товарную, True
    $ GPR00 - Список путевых точек
        в настоящее время активный маршрут
    $ GPRMA - Рекомендуемый минимальный
        удельный Loran-C данные
    $ GPRMB - Рекомендуемая минимальная
        информация навигации
    $ GPRMC - Рекомендуемый минимальный
        удельный GPS / Транзитные данные
    $ GPRTE - Маршруты
    $ GPTRF - Данные исправления транзита
    $ GPSTN - Несколько идентификаторов данных
    $ GPVBW - Двойная скорость
        относительно земли / воды
    $ GPVTG - Трек и скорость относительно земли
    $ GPWPL - Местоположение маршрутной точки
    $ GPXTE - Поперечная ошибка, измеренная
    $ GPZDA - Дата и время
    
  Существует полный список $GPxxx кодов
  членов предложений, доступных,
  без ссылок на деталь формата.
  
  $GPRMC, hhmmss.ss, A, llll.ll, a, yyyyy.yy,
    a, xx, xx, ddmmyy, xx, a * hh
  1 = UTC время ччммсс.сс
  2 = статус данных А = норма 
    (V = предупреждение навигационного приемника)
  3 = Широта
  4 = N или S
  5 = долгота
  6 = E или W
  7 = скорость относительно земли в узлах
  8 = Трасса исправлена ​​в градусах Истина
  9 = дата UT
  10 = Степени магнитного отклонения 
    (восточная вариация вычитается из истинного курса)
  11 = E или W
  12 = Контрольная сумма

  $GPZDA - Дата и время

  метка, UTC, день, месяц, год и местный часовой пояс.
  $GPZDA, hhmmss.ss, xx, xx, xxxx, xx, xx
  1 = hhmmss.ss = UTC
  2 = xx = день, с 01 по 31
  3 = xx = месяц, с 01 по 12
  4 = xxxx = год
  5 = xx = описание локальной зоны, от 00 до + / - 13 часов
  6 = xx = Описание минут 
    местной зоны (тот же знак, что и часы)
*/

/***********************************************************
  http://www.mralb.ru/sections/programming/arduino_16.php
  2020-07-29 Mr.ALB Тренировка в программировании Ардуино
  2020-11-11 Mr.ALB Проверка на OLED SSD 0.96 inch 128*64
  2020-11-12 Mr.ALB Модуль GPS NEO-6M
  2020-11-15 Mr.ALB Переделка всей программы и функций
  2020-12-01 Mr.ALB Выборочный вывод доп.строк
  
   Arduino UNO   NEO-6M
    +3.3V/5V      VCC
    GND           GND
    pin4          TX
    -             RX - не используется

    Программное подключение дисплея по SPI
    ARDUINO  R       OLED SSD 0.96' 128*64
    pin9   - R=1k  - SCL
    pin10  - R=1k  - SDA
    pin8   - R=1k  - RST | RES
    pin11  - R=1k  - DC
    pin12  - R=1k  - CS
    +3.3V          - VCC
    GND            - GND
 ****************************************************/
#include <SPI.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>

// OLED display width, in pixels
#define SCREEN_WIDTH 128
// OLED display height, in pixels
#define SCREEN_HEIGHT 64

// Declaration for SSD1306 display
// connected using software SPI:
// Программный SPI:
#define OLED_RESET 8
#define OLED_SCK   9
#define OLED_SDA   10
#define OLED_DC    11
#define OLED_CS    12

// Создаём объект дисплея oled
//  Adafruit_SSD1306(uint8_t w, uint8_t h,
//        int8_t mosi_pin,int8_t sclk_pin,
//        int8_t dc_pin,int8_t rst_pin,
//        int8_t cs_pin);

Adafruit_SSD1306 oled
(
  SCREEN_WIDTH,
  SCREEN_HEIGHT,
  OLED_SDA,
  OLED_SCK,
  OLED_DC,
  OLED_RESET,
  OLED_CS
);

const uint8_t znak_w = 6, // Ширина знака в пикселях
              znak_h = 8; // Высота знака в пикселях
const uint8_t pos_x = 31, // Позиция параметра 31 пикс
              // Позиция размерности
              pos_x_d = pos_x + 72,
              // Строка широты
              pos_y_lat = znak_h * 2 + 2,
              // Строка долготы
              pos_y_long = pos_y_lat + znak_h + 1;
              
uint8_t pos_y_spd = pos_y_long + znak_h + 1, // Скорость
        pos_y_date = pos_y_spd + znak_h + 1, // Строка даты
        pos_y_time = pos_y_date + znak_h + 1;// Строка времени

// Поясное время: Самарское UTC+4
const int time_offset = 4;

// Массив для считанной строки с модуля GPS
const int sentenceSize = 80;// Размер строки
char sentence[sentenceSize];// Массив под строку

// Массив строк для заставки
const char *zastav[] =
{
  "GPS",
  "-module",
  "Mr.ALB",
  "v1.2",
  "2020-12-01"
};

// Массив строк основных надписей
const char *text[] =
{
  "Lat:",
  "Lng:",
  "Spd:",
  "Date:",
  "Time:"
};

// Программный серийный порт
#include <SoftwareSerial.h> 

// TXpin-не используется
static const int RXPin = 4, TXPin = 3;  
static const uint32_t GPSBaud = 9600;

// Программный серийный(последовательный) порт для GPS device
SoftwareSerial ss(RXPin, TXPin);

// Флаги выбора дополнительных строк
bool flag_spd = false;  // Скорость
bool flag_date = true;  // Дата
bool flag_time = true;  // Время

/**********************
   Настройка программы
 **********************/
void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  // Подключение дисплея
  if (!oled.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC))
  {
    Serial.println(F("SSD1306 allocation failed"));
    while (true); // Ошибка дисплея. Останов программы
  }

  // Старт программного серийного порта для считывания с GPS
  ss.begin(GPSBaud);

  // Заставка
  oled.clearDisplay();
  fnStrPrintOLED(30, 0, zastav[0], 2, WHITE, false);
  fnStrPrintOLED(68, 0, zastav[1], 1, WHITE, false);
  fnStrPrintOLED(46, znak_h * 3, zastav[2], 1, WHITE, false);
  fnStrPrintOLED(52, znak_h * 4 + 3, zastav[3], 1, WHITE, false);
  fnStrPrintOLED(36, znak_h * 5 + 6, zastav[4], 1, WHITE, true);

  oled.display(); // Вывод на экран
  delay(3000);

  // Очистка буфера
  oled.clearDisplay();

  // Вывод заголовка
  fnStrPrintOLED(0, 0, zastav[3], 1, WHITE, false);
  fnStrPrintOLED(30, 0, zastav[0], 2, WHITE, false);
  fnStrPrintOLED(68, 0, zastav[1], 1, WHITE, true);

  // Вывод основных надписей
  fnStrPrintOLED(0, pos_y_lat, text[0], 1, WHITE, false);
  fnStrPrintOLED(0, pos_y_long, text[1], 1, WHITE, false);
  
  if (flag_spd)
  {
    fnStrPrintOLED(0, pos_y_spd, text[2], 1, WHITE, false);
  }
  else
  { // Если скорость не выводим,
    // то дату и время выводим выше на строчку
    pos_y_date -= znak_h;
    pos_y_time -= znak_h;
  }
  
  if (flag_date)
  {
    fnStrPrintOLED(0, pos_y_date, text[3], 1, WHITE, false);
  }
  else
  { // Если дату не выводим,
    // то время выводим выше на строчку
    pos_y_time -= znak_h;
  }
  
  if (flag_time)
  {
    fnStrPrintOLED(0, pos_y_time, text[4], 1, WHITE, true);
  }
}

/*********************
   Основная программа
 ********************/
void loop()
{
  static int i = 0;
  char ch = ' ';
  while (ss.available() && ch != '\n' && i < sentenceSize)
  {
    //Читаем посимвольно с программного последовательного порта
    char ch = ss.read();
    if (ch == '$' && i == 0)
    {
      sentence[i] = ch;
      i++;
    }
    else
    {
      if (sentence[0] = '$')
      {
        sentence[i] = ch;
        i++;
      }
    }
  }
  sentence[i] = '\0';
  i = 0;
  Serial.println(sentence);
  displayGPS(); // Вывод параметров
  delay(300);
}

/***************************************
    Функция вывода значений с модуля GPS
    2020-11-12 Mr.ALB
*/
void displayGPS()
{
  char field[12];// Буфер под значение поля
  String str;

  getField(field, 0); // Нулевое поле с меткой
  if (strcmp(field, "$GPRMC") == 0)
  {
    // Вывод значения широты
    getField(field, 3);
    // Очистка места под новое значение
    fnClearPlace(pos_x, pos_y_lat, SCREEN_WIDTH - pos_x - 1);
    fnStrPrintOLED(pos_x, pos_y_lat, field, 1, WHITE, false);

    // Размерность широты N/S
    getField(field, 4);
    str = field[0];
    fnClearPlace(pos_x_d, pos_y_lat, znak_w * 2);
    fnStrPrintOLED(pos_x_d, pos_y_lat, str, 1, WHITE, true);

    // Вывод значения долготы
    getField(field, 5);
    fnClearPlace(pos_x, pos_y_long, SCREEN_WIDTH - pos_x - 1);
    fnStrPrintOLED(pos_x, pos_y_long, field, 1, WHITE, false);

    // Размерность долготы E/W
    getField(field, 6);
    str = field[0];
    fnClearPlace(pos_x_d, pos_y_long, znak_w * 2);
    fnStrPrintOLED(pos_x_d, pos_y_long, str, 1, WHITE, true);

    // Вывод значения скорости
    if (flag_spd)
    {
      getField(field, 7);
      fnClearPlace(pos_x, pos_y_spd, SCREEN_WIDTH - pos_x - 1);
      fnStrPrintOLED(pos_x, pos_y_spd, field, 1, WHITE, true);
    }

    // Вывод даты
    if (flag_date)
    {
      getField(field, 9);
      str = field[0];
      str += field[1];
      // Очистка места под новое значение
      fnClearPlace(pos_x, pos_y_date, znak_w * 10);
      fnStrPrintOLED(pos_x, pos_y_date, str, 1, WHITE, false);
      fnStrPrintOLED(pos_x + 12, pos_y_date, "-", 1, WHITE, false);
      str = field[2];
      str += field[3];
      fnStrPrintOLED(pos_x + 18, pos_y_date, str, 1, WHITE, false);
      fnStrPrintOLED(pos_x + 30, pos_y_date, "-20", 1, WHITE, false);
      str = field[4];
      str += field[5];
      fnStrPrintOLED(pos_x + 48, pos_y_date, str, 1, WHITE, true);
    }

    // Вывод значения времени
    if (flag_time)
    {
      getField(field, 1);
      // Очистка места под новое значение
      fnClearPlace(pos_x, pos_y_time, znak_w * 10);

      str = field[0];
      str += field[1];
      int ihour = str.toInt() + time_offset;
      if (ihour < 10)str = "0";
      else str = "";
      str += String(ihour);
      fnStrPrintOLED(pos_x, pos_y_time, str, 1, WHITE, false);
      str = field[2];
      str += field[3];

      fnStrPrintOLED(pos_x + 12, pos_y_time, ":", 1, WHITE, false);
      fnStrPrintOLED(pos_x + 18, pos_y_time, str, 1, WHITE, false);

      str = field[4];
      str += field[5];
      fnStrPrintOLED(pos_x + 30, pos_y_time, ":", 1, WHITE, false);
      fnStrPrintOLED(pos_x + 36, pos_y_time, str, 1, WHITE, true);
    }
  }
}

/*******************************************************
   Функция получения поля из массива в буффер по индексу

   buffer - указатель на массив
   index  - номер необходимого поля

   2020-11-15 Mr.ALB
*/
void getField(char* buffer, int index)
{
  int sentencePos = 0;
  int fieldPos = 0;
  int fieldCount = 0;

  for (sentencePos = 0; sentencePos < sentenceSize; sentencePos++)
  {
    if (fieldCount == index)
    {
      if (sentence[sentencePos] == ',')break;
      // Заполнение поля
      buffer[fieldPos] = sentence[sentencePos];
      fieldPos ++;
    }
    if (fieldCount < index)
    { // Поиск заданного поля
      if (sentence[sentencePos] == ',')fieldCount++;
    }
  }
  buffer[fieldPos] = '\0';// Завершающий символ
}

/*************************************************
   Функция вывода строкового параметра на дисплее
   2020-07-29 Mr.ALB начальная
   2020-11-12 Mr.ALB переделка
   2020-11-15 Mr.ALB добавлен flag_display
*/
void fnStrPrintOLED
(
  byte   x,   //x-параметра
  byte   y,   //y-параметра
  String str, //строка-параметр
  byte   fsp, //font size-параметра
  int    color,//Цвет WHITE=on|BLACK=off
  bool   flag_display //Вывод на экран
)
{
  oled.setCursor(x, y);
  oled.setTextSize(fsp);
  oled.setTextColor(color);
  oled.print(str);
  // Вывод на экран
  if (flag_display)oled.display();
}

/********************************************
    Функция стирания места под новое значение
    Закрашиваем чёрным прямоугольником
    2020-11-12 Mr.ALB
*/
void fnClearPlace(byte x, byte y, byte w)
{
  oled.fillRect(x, y, w, znak_h, BLACK);
}