最近在除錯ublox NEO-7 GPS，主控晶片為TMS320C6722，這款DSP外設沒有UART，所以用SPI匯流排與GPS進行通訊。最初想在網上搜一些關於SPI介面的ublox資料讀取經驗，但網上都是清一色的UART介面讀取ublox資料。通過這兩天閱讀手冊和在硬體上的實踐除錯，總算有了一些結果，所以總結下來，希望能給看到本文的網友提供些除錯經驗，也歡迎眾網友與博主進行討論。

        對於ublox的官方手冊，需要看的應該就三個：1.MAX7-NEO7_HardwareIntegrationManual_(UBX-13003704)；2.NEO-7P_DataSheet_(UBX-13003787)；3.u-blox7-V14_ReceiverDescriptionProtocolSpec_Public_(GPS.G7-SW-12001)。其中1和2跟硬體設計聯絡較密切，可以只看其關於SPI的部分，第三部分講的是通訊協議，需要仔細看。

        一、首先我們需要再強調一下SPI匯流排的特點。SPI匯流排的傳輸是需要首先確定主機和從機的，ublox手冊上指出當採用NEO-7上的SPI介面時GPS作為從機，與其連線的MCU作為主機；這裡的SPI匯流排為四線連線：MISO、MOSI、CLK（時鐘引腳）、CS（片選引腳）；SPI傳輸時時鐘訊號由主機提供，也就是傳輸頻率由主機確定；傳輸總是由主機先發送資料觸發傳輸開始，也就是說如果主機不傳送資料的話，主從機之間是無法進行資料通訊的，而且主從機的傳輸總是同步進行。 手冊上說NMEA與UBX協議對於SPI介面來說都支援，然後問題來了：用UART進行與GPS通訊時，NMEA協議的GGA、GLL、GSA、GSV、RMC、VTG資訊是定週期向MCU傳送的，對於非同步通訊的UART來說只要開啟接收中斷，當有資料來時只要進入中斷接收資料就可以。而對於SPI匯流排來說，由於其是全雙工同步通訊，所以如果MCU沒有首先發資料的話，即使GPS向MCU發資料，這些資料也不會被MCU接收。

        二、關於MCU與ublox通訊的一些總結：

              1.在上面提到的手冊2中有一點需要注意：

        截圖中有個 tINTI，Initialization Time，在MCU程式中需要將片選引腳拉低然後500us後再使能SPI。可以在拉低片選引腳後簡單的做一個for迴圈，估計大於500us後再去使能SPI，但是這樣做有些不專業而且浪費CPU，可以用定時器去做。

        2.SPI的一些配置在手冊3中可以查到，手冊3的附錄中，MCU方的SPI設定需要與其相對應

        上面沒有提到資料長度，可以推測GPS的SPI只能傳輸8位資料長度，在寫MCU方的SPI驅動時這一點要注意。

        3.因為SPI為同步傳輸，所以資料的傳輸開始必須由MCU觸發。雖然NMEA協議週期向MCU傳送資料，但是如果MCU不首先發送資料的話，MCU就會忽略GPS發過來的這些資料，即使開啟SPI接收中斷，也不會進入中斷。

       注意看黃色部分，當主從機都空閒時互相傳送0xFF。

       所以如果想收到NMEA的資料可以這樣做：MCU需要開啟SPI的接收中斷，若想開始接收GPS傳送過來的資料，在主程式中向GPS傳送一個0xFF，這樣就開始了MCU與GPS之間的同步傳輸。當有資料過來時，MCU就會進入SPI接收中斷，在接收中斷中需要做的事有兩件：接收資料，存入陣列；傳送0xFF。如果不在中斷中向GPS返回個0xFF，那麼資料傳輸就會中斷。經過在硬體中的試驗，因為GPS的NMEA協議週期向MCU傳送資料，所以在不傳送NMEA協議時，GPS向MCU傳送的全為0xFF。

        上面的截圖是按上述步驟做時MCU從GPS接收到的資料。把接收到的資料放在的陣列SPI_RX_BUF中。由於是在室內測的，所以發過來的資訊基本就是空資訊，也就是2C2C2C........2C為逗號的ASCII。將上面的協議翻譯後，就是GGA、GLL、GSA、GSV、RMC、VTG各條資訊。中間一堆一堆的FF是GPS不傳送NMEA資訊時向MCU返還的資料。

        4.還有就是ublox的SPI介面也支援UBX協議，用UBX協議可對GPS做些設定，當然也能獲得UBX協議的經緯度資訊，而不用NMEA協議的經緯度資訊。

        假如我想通過UBX協議獲取天線配置資訊，我需要向GPS傳送CFG_ANT資訊，GPS在收到資訊後會立即向MCU返還天線配置資訊，天線配置資訊後面還要跟隨ACK資訊，以表示GPS是否對資訊做了正確處理。

        截圖中除了FF部分，包含了GPS返回的UBX協議中CFG的天線配置資訊，以及ACK資訊。

        還有，UBX協議中的經緯度資訊放在了NAV中，那麼我們如何獲得NAV中的資訊中呢？

        上面是UBX部分的一點截圖，上面說要想獲得NAV中的資訊，只需要把payload部分設為空（也就是不傳送payload），這時資料幀的length = 0；比如說我想要獲得NAV_PTV資訊，只需要傳送：

                                0xB5      0x62     0x01    0x07    0x00    0x00    0x08     0x19

        注意length為16位，不是8位。

        上面為在室外測的資訊，將上面資料解析之後確實是 NAV_PTV資訊，但是後面跟了一堆別的資訊，熟悉NMEA協議的人馬上就能看出後面跟的是NMEA協議的資料幀。後來經過多次試驗，得出結論：用UBX協議獲取GPS的經緯度資訊，在請求傳送之後，資料並不會馬上發回給MCU，而是與NMEA的週期資訊一起傳送給MCU，並且在NMEA協議資訊之前傳送給MCU，後面緊跟NMEA週期數據幀。

        5.在室外測得時候，我是在北航新主樓測的（北京），但是用UBX協議返回的經緯度資訊與NMEA返回的經緯度資訊稍有差別。把返回的資料解析後，UBX返回的經緯度資訊為：lon=116.3453160,lat=39.9788831;NMEA返回的經緯度資訊為：lon=116.2071869,lat=39.5873377.對於同一地點的經緯度資料來說，應該是一樣的。但是從分析出來的資料看，差別還是相當大的，如果有網友有高見，歡迎討論。