【开源】COF案例分享：用迪文屏模拟660RTK手持机

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——文档转载自电子发烧友

一、660RTK手持机简介

660RTK导航手持机是一种基于合宙4G+GNSS模块开发的终端产品，定位精度可达厘米级，广泛应用于水渠修建、电力巡检、野外勘探、坐标找点、面积测量、日月天文、地形测量、户外探险等等，高精度以及便捷携带需求的应用场景。660RTK主要由三部分组成：

1. 4G通讯：用于下载AGPS星历文件、RTK差分定位的服务端交互、加载地图信息；

2. GNSS定位：确定当前位置及各个系统的定位卫星的相关信息；

3. 大屏显示：为用户显示地图信息等。

二、准备工作

采用合宙的Air551G定位模块和迪文T5L的5寸屏，也就是已经具备了660RTK基本功能的组件，完全可以实现GNSS卫星信息的显示，所以打算模拟660RTK做一个简单的卫星显示系统, 我的660RTK是这样的：

三、开发过程

做起来不是很复杂，工作量主要是两点：1.解析合宙Air551G定位模块的数据，获取相关的卫星信息；2.使用迪文屏T5L内部的单片机做主控，合定位模块通讯，并控制屏幕动态显示。下面详细说明一下开发的过程及要点。

1.合宙Air551G定位模块的通讯及数据解析

Air551G支持多种卫星定位系统，美国的GPS、中国的北斗、俄罗斯的格洛纳斯、欧洲的伽利略等都支持，并且GK9701芯片也有对应的指令可以打开或关闭某个系统。既然Air551G支持L1+L5，那么就都打开吧，可以搜到许多卫星。打开方式也很简单，串口直接发送“$PGKC121,5,F,7*2B”设置搜星模式，就是全系统了。并且这个指令会保存到Flash里，只要设置一次断电也没关系。一般的定位模块都使用NMEA0183协议，Air551G也同样支持。将串口连接好后，接收到的所有数据按照NMEA0183来解析即可。常用的数据为：

    （1）GPGGA：GPS定位信息;

    （2）GPGSA：当前卫星信息；

    （3）xxGSV：可见卫星信息;

    （4）GPRMC：推荐最小定位信息；

只解析这四种数据就能完成基本功能，其他的可以忽略掉，看具体情况来使用。

自己写的NMEA0183的C语言文件，第一个结构体是卫星的基本信息，多个卫星就创建多个实例。第二个结构体是当前定位信息，只要一个实例就够了。接口函数有几个，简单说明一下：

（1）Clear函数。在其他单片机中这个函数不是必须的，但是T5L的xdata数据只能声明不能再初始化之前赋值，所以用这个Clear当作清零和赋初始值用；

（2）Data函数。收到的所有数据都往这里扔，会自动分类并解析。

（3）GetXX：需要取得哪个系统的信息就调用哪个函数，这里只包括四种：GPS、北斗、格洛纳斯和伽利略，其他的没什么用就不要了。

（4）GetGNSS：得到当前的定位信息，经纬度和时间等。

再来看看各个解析数据的实现方法，Clear就不说了：

（1）判断数据头是哪种数据，GNGSA、GNRMC、GAGSV、BDGSV、GLGSV、GPGSV，有用的是这些，GNGGA是定位的类型，用不到也可忽略；

（2）根据得到的数据类型再分别按照协议的格式解析出每个字段的值。由于xxGSV有可能一批数据分几包发送过来，所以最简单的方法就是以GPGSV为本批数据开始，中间收到的各种xxGSV数据根据上面提到的四种系统分别累计，最后以GNRMC为本批数据结束，此时就可以得到完整的定位信息和卫星信息了。

（3）获取定位信息或者得到指定卫星系统的信息，直接调用GetXX即可。为了防止读写同时进行的死锁，建议在解析完RMC数据后再进行，如果双缓冲区更好。

每次获取数据只在处理完完整的数据后再进行其他的操作，提前获取也没什么意义。Air551G默认一秒钟输出一次全部数据，所以每秒钟更新一次界面上的图表数据。

至此，和定位相关的程序完成。

2.迪文屏T5L的单片机开发及显示控制

我申请到的是DMG85480F050_01WTC，5寸的电容屏，分辨率为480x854，默认竖屏显示。迪文屏其实就是个串口屏，可以通过发送各种指令在屏幕上显示不同的东西。不过，一般的串口屏需要外接一个单片机来作为主控，所有的逻辑操作或外设的驱动都要在这个单片机中来完成，屏幕也只是个外设而已。迪文屏的屏内芯片是一个双核的51单片机，其中一核专用于接收指令显示对应内容，经过优化后显示速度很快，用户不能直接操作此核；另外一核就是用户可操作核，自己写的程序可以烧写到这个核内来执行，所以不需要再外接单片机了。虽然是C51的内核，但是频率已经提高到了206M，不管是用户的程序还是屏幕的显示，运行起来非常迅速，没有卡顿。

迪文屏这边的开发又分为两个部分：界面的静态显示及动态数据的显示和C51程序逻辑及外设控制。

（1）界面的静态显示：

首先要做好一张背景图片，所有的网格线都做再图片中而不是用程序或控件画出来，这样可以免去反复调试的麻烦。

如图，四个定位系统区分开了，每个部分只显示对应的系统，没有显示说明没有这个系统的卫星信息，更加直观。每种系统用不同颜色来显示，一目了然。红色北斗、蓝色GPS、黄色格洛纳斯、绿色伽利略，再图例中加以说明。图片的大小就是屏幕分辨率的大小，480x854。

迪文提供了制作显示界面的工具DWIN DGUS，首先用这个工具建立一个新工程，把刚才做好的背景图片导入进来，背景图片的文件名要以0为开头，后面任意。导入后增加显示的控件,柱状图是动态画上去的，使用“基本图形显示”这个控件来指定可画图的范围。每个控件可以显示多种图形，如点、线、面等，但一个控件同一时刻只能显示一种，比如这次画点，那么这个控件上这一次只能画点，虽然能显示许许多多的点，但是想要改成线就只能清除后再次画线，不能并存。多个同种图形的颜色可以分别指定。

回到这个程序，想在不同的地方画图，我使用了四个控件，其实一个大的控件也可以，因为实际画图的坐标是绝对坐标而不是相对坐标，也就是坐标的原点是屏幕的0,0而不是控件的0x0。用一个大的控件反而更容易理解一些，不过已经做出来了就懒得改了，一样的。四个控件要指定四个不同的变量地址，程序中控制画图的时候要指定在哪个控件上画需要这个变量地址。

界面设计完成后，点击“生成”按钮可以自动产生烧写用到的屏幕相关的文件，0CNR.icl背景文件、13TouchFile.bin触控文件、14ShowFile.bin显示文件、22_Config.bin界面配置文件还有T5LCFG.CFG屏幕配置文件。模拟程序还没有做完，后面再显示卫星数据的话，还需要增加字库文件。

（2）C51程序的外设控制：

为了开发方便，封装了外设接口，在使用时就不需要再查看寄存器了。

还没有写完，用到的时候随时补充。迪文T5L有4个串口，比一些小单片机用起来爽多了。不过注意一下，串口2如非必要最好保留，后续烧写程序时可能会用到。代码的实现就不细说了，有例程可以参考。

（3）动态数据的显示：

前面说过柱状图是动态画上去的，现在就要用程序来控制画图，并使“基本图形显示”控件显示出来。

代码非常非常简单，就是定了一个结构体，每个结构体的实例是一个图形的起始坐标和结束坐标，再加上一个颜色。按照定位系统分成四类，每类的结束坐标的Y轴是固定的，开始坐标的Y根据信号强度计算出来；每一个柱状图的起始X和结束X，根据卫星编号计算出结果。有几颗卫星就生成几个实例，然后把这些数据组成图形显示的数据发送给屏幕。读屏和写屏有专用的函数，ReadVP和WriteVP，指定控件的自定义地址，再把刚才拼成的实例数据当成参数传进来，写就是了，速度很快。

（4）C51程序的逻辑控制：

逻辑控制就更简单了，把上面那几项功能串起来而已。当每一批的定位数据收全后，分别获取北斗、GPS、格洛纳斯和伽利略四种系统的卫星信息，遍历每一个信息并调用计算图形的函数，最后写入屏幕，完成。

代码和界面都做完了，现在要编译一下C51的程序，生成hex文件。不过烧写的时候需要的是bin文件，所以要先转换一下。首先在工程文件夹下新建一个文件夹，名称随意，我这里命名Release，批处理文件中使用command命令进入这个文件夹，删除之前转换好的文件，再调用一下srec_cat.exe这个转换工具，并指定输出的文件名。保存后，再在Keil里设置为每次编译后执行，就会把hex文件自动转换后放入Release文件夹里，省去了手动的操作。

烧录成功界面展示。

演示视频链接：https://www.bilibili.com/video/BV1ZY411V7fo/