ATK-NEO-6M用户手册_V2.0.pdf-资料库

User Manual ATK-NEO-6M 用户手册高性能 GPS 模块用户手册修订历史版本 V1.00 V1.01 V2.00 日期 2013/3/10 2013/3/23 2014/2/9 原因第一次发布修正一些小错误增加 EEPROM/LNA/有源天线接口/PPS 引脚

ALIENTEK ATK-NEO-6M 用户手册高性能 GPS 定位模块目录 1.特性参数 .................................................................................................................... 2 2.使用说明 .................................................................................................................... 3 2.1 模块引脚说明 .................................................................................................................... 3 2.2 模块使用说明 .................................................................................................................... 4 2.2.1 NMEA-0183 协议简介 ........................................................................................ 5 2.2.2 模块与单片机连接 ........................................................................................... 8 2.2.3 u-center 软件使用简介 .................................................................................. 8 2.2.3.1 如何设置波特率 ........................................................................................ 10 2.2.3.2 如何设置输出信息 .................................................................................... 12 2.2.3.3 如何设置测量频率 .................................................................................... 14 2.2.3.4 如何设置时钟脉冲（PPS） ..................................................................... 14 3.结构尺寸 .................................................................................................................. 16 4.其他 .......................................................................................................................... 17 用户手册 www.alientek.com 1

ALIENTEK 1.特性参数 ATK-NEO-6M 用户手册高性能 GPS 定位模块 ATK-NEO-6M-V23（V23 是版本号，下面均以 ATK-NEO-6M 表示该产品）是一款高性能 GPS 定位模块。该模块特点包括： 1，模块采用 U-BLOX NEO-6M 模组，体积小巧，性能优异。 2，模块自带陶瓷天线及 MAXIM 公司 20.5dB 高增益 LNA 芯片，搜星能力强。 3，模块可通过串口进行各种参数设置，并可保存在 EEPROM，使用方便。 4，模块自带 IPX 接口，可以连接各种有源天线，适应能力强。 5，模块兼容 3.3V/5V 电平，方便连接各种单片机系统。 6，模块自带可充电后备电池，可以掉电保持星历数据 1。注 1：在主电源断开后，后备电池可以维持半小时左右的 GPS 星历数据的保存，以支持温启动或热启动，从而实现快速定位。模块通过串口与外部系统连接，串口波特率支持 4800、9600、19200、38400（默认）、 57600、115200、230400 等不同速率，兼容 5V/3.3V 单片机系统，可以非常方便的与您的产品进行连接。该模块各参数如表 1.1 和表 1.2 所示：接口特性接收特性定位精度更新速率捕获时间项目说明 TTL，兼容 3.3V/5V 单片机系统 50 通道，GPS L1(1575.42Mhz) C/A 码，SBAS:WAAS/EGNOS/MSAS 2.5 mCEP （SBAS：2.0mCEP）最大 5Hz 冷启动 1：27S（最快）温启动：27S 热启动：1S 捕获追踪灵敏度 -161dBm 通信协议 NMEA（默认）/UBX Binary 串口通信波特率 4800、9600、19200、38400（默认）、57600、115200、230400 工作温度模块尺寸 -40℃~85℃ 25.5mm*31mm 表 1.1 ATK-NEO-6M 基本特性注 1：冷启动是指模块所有保存的 GPS 接收历史信息都丢失了（相当于主电源和后备电池都没电了），这种情况下重启，称之为冷启动。温启动是指模块保存了 GPS 接收历史信息，但是当前可视卫星的信息和保存的信息不一致了，这样的条件下重启，称之为温启动。热启动则是指在模块保存了 GPS 接收历史信息且与当前可视卫星信息一致，这样的条件下重启，称之为热启动。项目说明工作电压（VCC） DC2.7V~5.0V 工作电流 45mA1 Voh Vol Vih Vil VCCX2-0.4V(Min) 0.4V(Max) 0.7*VCC(Min) 0.2*VCC(Max) TXD/RXD 阻抗 3 510 欧表 1.2 ATK-NEO-6M 电气特性用户手册 www.alientek.com 2

ALIENTEK ATK-NEO-6M 用户手册高性能 GPS 定位模块注 1：此电流为连续工作模式下的电流，可以选择省电模式（Power Save Mode）以节省用电。注 2：当 VCC 大于 3.3V 时 VCCX=3.3V，否则 VCCX=3.3V。注 3：模块的 TXD 和 RXD 脚内部接了 510 欧电阻，做输出电平兼容处理，所以在使用的时候要注意，导线电阻不可过大(尤其是接 USB 转 TTL 串口模块的时候,如果模块的 TXD、RXD 上带了 LED，那就会有问题)，否则可能导致通信不正常。 ATK-NEO-6M-V23 GPS 模块支持多种通信波特率，通过串口进行设置，并可以保存在模块自带的 EEPROM 里面，模块默认波特率为：38400（8 位数据位，1 位停止位，无奇偶校验），详细的设置方法，我们会在后面的 2.2.3.1 节介绍。 2.使用说明 2.1 模块引脚说明 ATK-NEO-6M GPS 模块非常小巧（25.5mm*31mm），模块通过 5 个 2.54mm 间距的排针与外部连接，在模块的下方有 2 个安装孔，方便大家安装到自己的设备里面，模块外观如图 2.1.1 所示：图 2.1.1 ATK-NEO-6M GPS 模块外观图图 2.1.1 中，从右到左，依次为模块引出的 PIN1~PIN5 脚，各引脚的详细描述如表 2.1.1 所示：序号 1 2 3 4 名称 PPS RXD TXD 时钟脉冲输出脚说明模块串口接收脚（TTL 电平，不能直接接 RS232 电平!），可接单片机的 TXD 模块串口发送脚（TTL 电平，不能直接接 RS232 电平!），可接单片机的 RXD GND 地用户手册 www.alientek.com 3

ALIENTEK ATK-NEO-6M 用户手册高性能 GPS 定位模块 5 VCC 电源（3.3V~5.0V）表 2.1.1 ATK-NEO-6M GPS 模块各引脚功能描述其中，PPS 引脚同时连接到了模块自带了的状态指示灯：PPS，该引脚连接在 UBLOX NEO-6M 模组的 TIMEPULSE 端口，该端口的输出特性可以通过程序设置。PPS 指示灯（即 PPS 引脚），在默认条件下（没经过程序设置），有 2 个状态： 1，常亮，表示模块已开始工作，但还未实现定位。 2，闪烁（100ms 灭，900ms 亮），表示模块已经定位成功。这样，通过 PPS 指示灯，我们就可以很方便的判断模块的当前状态，方便大家使用。另外，图 2.1.1 中，左上角的 IPX 接口，可以用来外接一个有源天线，从而进一步提高模块的接收能力，通过外接有源天线，我们就可以把模块放到室内，天线放到室外，实现室内定位。一般 GPS 有源天线都是采用 SMA 接口，我们需要准备一根 IPX（IPEX）转 SMA 的连接线，从而连接 ATK-NEO-6M 模块与有源天线，如图 2.1.2 所示：图 2.1.2 ATK-NEO-6M 外接有源天线 2.2 模块使用说明 ATK-NEO-6M GPS 模块同外部设备的通信接口采用 UART（串口）方式，输出的 GPS 用户手册 www.alientek.com 4

ALIENTEK ATK-NEO-6M 用户手册高性能 GPS 定位模块定位数据采用 NMEA-0183 协议（默认），控制协议为 UBX 协议（该协议的详细介绍请看 u-blox6_ReceiverDescriptionProtocolSpec_GPS.G6-SW-10018-C.pdf 这个文档）。这里，我们将向大家介绍 NMEA-0183 协议、模块与单片机的连接方法、并结合 ublox 提供的 u-center 软件介绍 ATK-NEO-6M 模块的使用。 2.2.1 NMEA-0183 协议简介 NMEA 0183 是美国国家海洋电子协会（National Marine Electronics Association）为海用电子设备制定的标准格式。目前业已成了 GPS 导航设备统一的 RTCM（Radio Technical Commission for Maritime services）标准协议。 NMEA-0183 协议采用 ASCII 码来传递 GPS 定位信息，我们称之为帧。帧格式形如：$aaccc,ddd,ddd,…,ddd*hh(CR)(LF) 1、“$”：帧命令起始位 2、aaccc：地址域，前两位为识别符（aa），后三位为语句名（ccc） 3、ddd…ddd：数据 4、“*”：校验和前缀（也可以作为语句数据结束的标志） 5、hh：校验和（check sum），$与*之间所有字符 ASCII 码的校验和（各字节做异或运算，得到校验和后，再转换 16 进制格式的 ASCII 字符） 6、(CR)(LF)：帧结束，回车和换行符 NMEA-0183 常用命令如表 2.2.1.1 所示：序号命令说明最大帧长 1 2 3 4 5 6 7 $GPGGA $GPGSA $GPGSV $GPRMC $GPVTG $GPGLL $GPZDA GPS 定位信息当前卫星信息可见卫星信息推荐定位信息地面速度信息大地坐标信息当前时间(UTC1)信息表 2.2.1.1 NMEA-0183 常用命令表 72 65 210 70 34 注 1：即协调世界时，相当于本初子午线(0 度经线)上的时间，北京时间比 UTC 早 8 个小时。接下来我们分别介绍这些命令。 1，$GPGGA（GPS 定位信息，Global Positioning System Fix Data） $GPGGA 语句的基本格式如下（其中 M 指单位 M，hh 指校验和，CR 和 LF 代表回车换行，下同）： $GPGGA,(1),(2),(3),(4),(5),(6),(7),(8),(9),M,(10),M,(11),(12)*hh(CR)(LF) (1) UTC 时间，格式为 hhmmss.ss； (2) 纬度，格式为 ddmm.mmmmm（度分格式）； (3) 纬度半球，N 或 S（北纬或南纬）； (4) 经度，格式为 dddmm.mmmmm（度分格式）； (5) 经度半球，E 或 W（东经或西经）； (6) GPS 状态，0=未定位，1=非差分定位，2=差分定位； (7) 正在使用的用于定位的卫星数量（00~12） (8) HDOP 水平精确度因子（0.5~99.9） (9) 海拔高度（-9999.9 到 9999.9 米） (10) 大地水准面高度（-9999.9 到 9999.9 米）用户手册 www.alientek.com 5

ALIENTEK ATK-NEO-6M 用户手册高性能 GPS 定位模块 (11) 差分时间（从最近一次接收到差分信号开始的秒数，非差分定位，此项为空） (12) 差分参考基站标号（0000 到 1023，首位 0 也将传送，非差分定位，此项为空) 举例如下： $GPGGA,023543.00,2308.28715,N,11322.09875,E,1,06,1.49,41.6,M,-5.3,M,,*7D 2，$GPGSA（当前卫星信息） $GPGSA 语句的基本格式如下： $GPGSA,(1),(2),(3),(3),(3),(3),(3),(3),(3),(3),(3),(3),(3),(3),(4),(5),(6)*hh(CR)(LF) (1) 模式，M = 手动，A = 自动。 (2) 定位类型，1=未定位，2=2D 定位，3=3D 定位。 (3) 正在用于定位的卫星号（01~32） (4) PDOP 综合位置精度因子（0.5-99.9） (5) HDOP 水平精度因子 1（0.5-99.9） (6) VDOP 垂直精度因子（0.5-99.9）举例如下： $GPGSA,A,3,26,02,05,29,15,21,,,,,,,2.45,1.49,1.94*0E 注 1：精度因子值越小，则准确度越高。 3，$GPGSV（可见卫星数，GPS Satellites in View） $GPGSV 语句的基本格式如下： $GPGSV, (1),(2),(3),(4),(5),(6),(7),...,(4),(5),(6),(7)*hh(CR)(LF) (1) GSV 语句总数。 (2) 本句 GSV 的编号。 (3) 可见卫星的总数（00~12，前面的 0 也将被传输）。 (4) 卫星编号（01~32，前面的 0 也将被传输）。 (5) 卫星仰角（00~90 度，前面的 0 也将被传输）。 (6) 卫星方位角（000~359 度，前面的 0 也将被传输） (7) 信噪比（00~99dB，没有跟踪到卫星时为空）。注：每条 GSV 语句最多包括四颗卫星的信息，其他卫星的信息将在下一条$GPGSV 语句中输出。举例如下： $GPGSV,3,1,12,02,39,117,25,04,02,127,,05,40,036,24,08,10,052,*7E $GPGSV,3,2,12,09,35,133,,10,01,073,,15,72,240,22,18,05,274,*7B $GPGSV,3,3,12,21,10,316,31,24,16,176,,26,65,035,42,29,46,277,18*7A 4，$GPRMC（推荐定位信息，Recommended Minimum Specific GPS/Transit Data） $GPRMC 语句的基本格式如下： $GPRMC,(1),(2),(3),(4),(5),(6),(7),(8),(9),(10),(11),(12)*hh(CR)(LF) (1) UTC 时间，hhmmss（时分秒） (2) 定位状态，A=有效定位，V=无效定位 (3) 纬度 ddmm.mmmmm（度分） (4) 纬度半球 N（北半球）或 S（南半球） (5) 经度 dddmm.mmmmm（度分） (6) 经度半球 E（东经）或 W（西经）用户手册 www.alientek.com 6

ALIENTEK ATK-NEO-6M 用户手册高性能 GPS 定位模块 (7) 地面速率（000.0~999.9 节） (8) 地面航向（000.0~359.9 度，以真北方为参考基准） (9) UTC 日期，ddmmyy（日月年） (10) 磁偏角（000.0~180.0 度，前导位数不足则补 0） (11) 磁偏角方向，E（东）或 W（西） (12) 模式指示（A=自主定位，D=差分，E=估算，N=数据无效）举例如下： $GPRMC,023543.00,A,2308.28715,N,11322.09875,E,0.195,,240213,,,A*78 5，$GPVTG（地面速度信息，Track Made Good and Ground Speed） $GPVTG 语句的基本格式如下： $GPVTG,(1),T,(2),M,(3),N,(4),K,(5)*hh(CR)(LF) (1) 以真北为参考基准的地面航向（000~359 度，前面的 0 也将被传输） (2) 以磁北为参考基准的地面航向(000~359 度，前面的 0 也将被传输) (3) 地面速率(000.0~999.9 节，前面的 0 也将被传输) (4) 地面速率(0000.0~1851.8 公里/小时，前面的 0 也将被传输) (5) 模式指示（A=自主定位，D=差分，E=估算，N=数据无效）举例如下： $GPVTG,,T,,M,0.195,N,0.361,K,A*2A 6，$GPGLL（定位地理信息，Geographic Position） $GPGLL 语句的基本格式如下： $GPGLL,(1),(2),(3),(4),(5),(6),(7)*hh(CR)(LF) (1) 纬度 ddmm.mmmmm（度分） (2) 纬度半球 N（北半球）或 S（南半球） (3) 经度 dddmm.mmmmm（度分） (4) 经度半球 E（东经）或 W（西经） (5) UTC 时间：hhmmss（时分秒） (6) 定位状态，A=有效定位，V=无效定位 (7) 模式指示（A=自主定位，D=差分，E=估算，N=数据无效）举例如下： $GPGLL,2308.28715,N,11322.09875,E,023543.00,A,A*6A 7，$GPZDA（当前时间信息） $GPZDA 语句的基本格式如下： $GPZDA,(1),(2),(3),(4), (5), (6)*hh(CR)(LF) (1) UTC 时间：hhmmss（时分秒） (2) 日 (3) 月 (4) 年 (5) 本地区域小时（NEO-6M 未用到，为 00） (6) 本地区域分钟（NEO-6M 未用到，为 00）举例如下： $GPZDA,082710.00,16,09,2002,00,00*64 用户手册 www.alientek.com 7

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