一、硬软件平台
本次程序实现效果为对GPS信号穿送来的数据进行筛选，并将筛选后的信息通过上位机显示出来，所以此次设计所需硬件包括STM32F407、RS232转TTL、CH340USB转串口模块，注意该模块在使用前，对应的系统需要安装驱动，否则串口调试助手无法识别，另外还包括JLink下载器。
本次代码设计软件为KEIL5并结合F4固件包，上位机系统为WIN7，主机系统为WIN10。
二、算法总体思路设计
由于GPS通过RS232将数据传送给板子，因此使用两个串口资源（串口1和串口2），其中一个用来接收数据，另外一个用来将筛选后的数据发送给上位机。GPS在发送信号时，相邻两次数据的发送之间有明显的时间间隔，所以该间隔可作为判断当前接收的数据是否是一个完整数据的依据。为了保证接收数据的及时性，接收数据时采用串口接收中断，发送数据则作为主程序。因此可得到以下主程序流程图。
三、具体实现步骤
3.1 串口1初始化
本次程序设计通过串口1将筛选后的数据发送给上位机，对应的硬件资源为PA9(USART1-TX)、PA10(USART1-RX)。通过将这两个IO口连接CH340，实现数据传送。串口1波特率设置为38400。
3.2 串口2初始化
串口2用来接收GPS信号，对应硬件资源为PA2(UASRT2-TX)、PA3(USART2-RX)，GPS设备接口为RS232，接入单片机时，需要转为TTL电平，注意，在连接板子和RS232转TTL模块的TTL输出端时，RX和TX用反接，否则会接收不到数据。由于GPS信号发送波特率为固定的38400，所以初始化时串口2的波特率也要设置为38400。
串口2使用中断来接收数据，因为初始化时也要配置中断。具体代码如下：
图3.1 串口2中断配置
3.3 串口2接收中断函数
该中断函数是整个程序的重点所在，主要目的是将接收的字符存入数组内，这里数组名及大小定义为USART2_RX_BUF[NMEA_COUNT_MAX];其中将NMEA_COUNT_MAX设置为600，代表数组最大容量。当有数据发过来时，存入数组，并对该数组进行处理，若没有处理完毕，则不再接收其他数据，这里定义数据接收状态变量vu16 USART2_RX_STA。另外借助10ms定时器（TIM7）中断判断是不是一次连续的数据，如果接收连续2个字符之间的时间差不大于10ms则认为是，如果大于10ms则中断触发，强制标记数据接收完成。
图3.2 串口2中断函数
图3.3 定时器7中断函数
3.4数据解析
每次接收的数据都存放在数组里面，每个信息都有属于自己的标识符，例如$GNRMC、!AIVDM等，所以要找到目标信息的位置，直接对数组进行字符串搜索即可。搜索算法如下图所示，返回字符串首字符在数组中的位置。
图3.4 字符串搜索函数
得到目标信息的位置后，就可以提取信息中的数据了，NMEA数据的特点是信息中的数据之间都是用逗号隔开，所以逗号的数量就代表了该条信息含有多少个数据，通过数逗号的方法就可以得到每个数据。
以提取!AIVDM信息为例，其他信息提取方法相同。代码中通过宏定义的方式来选择解析和发送哪条信息。
图3.5 定义AIVDM类型数据结构
图3.6 数据解析
3.5 信息发送
信息发送就用普通的printf函数，不过要使用串口1函数，所以要重写一个fputs()函数，并在头文件中stdlib.h头文件。在发送之前，需要对数据进行一些简单的过滤，比较最后一个数据是信息的校验码，校验码的第二位一定是符号*等等，如果不符合过滤的条件就不发送，保证数据的正确性。
图3.7 发送函数
3.6 主函数
各个模块的功能已经实现了，接下来就可以根据图2.1编写主函数的程序，如下图所示。
图3.7 主函数大循环
四、遇到的问题及解决方案
4.1 数据打印前一半打印正常，后一半没有数据或者是不正确的数据
原因：在前一次数据没有解析发送完，就来了第二次数据，由于接收是采用中断方式，所以会暂停解析发送转而去接收数据，这就导致了上一次的数据被新的数据冲刷掉了，冲刷后的结果无法预测，可能没有了，可能是别的。
解决方法：参考正点原子代码。定义接收状态标志变量USART3_RX_STA，将该变量看作一个16位的寄存器，其中0-14位代表串口接收数据的长度，第15位为1时代表不接收当前数据，为0代表接受当前数据，只有当定时器中断触发时即GPS一次连续的数据已经发送完毕时，手动给该位置1，此时不再接收下一次数据，当当前数据取出后即写给另外一个数组时该位再重新置1。具体代码见图3.2和3.7。
4.2 GPS接收没数据
原因：RS232转TTL的TTL输出端与PA2,PA3反接了。
解决方法：不用反接，RX接RX，TX接TX。
五、结果
- 参考文献
- http://training.eeworld.com.cn/video/18411
- https://blog.csdn.net/jickjiang/article/details/79086202
- https://blog.csdn.net/qq_33559992/article/details/52051689