WebSVN - NaviCtrl - Diff - Rev 81 and 171


/*#######################################################################################*/
/* !!! THIS IS NOT FREE SOFTWARE !!!                                                     */
/*#######################################################################################*/
// ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
// + Copyright (c) 2008 Ingo Busker, Holger Buss
// + Nur für den privaten Gebrauch / NON-COMMERCIAL USE ONLY
// + FOR NON COMMERCIAL USE ONLY
// + www.MikroKopter.com
// ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
// + Es gilt für das gesamte Projekt (Hardware, Software, Binärfiles, Sourcecode und Dokumentation),
// + dass eine Nutzung (auch auszugsweise) nur für den privaten (nicht-kommerziellen) Gebrauch zulässig ist.
// + Sollten direkte oder indirekte kommerzielle Absichten verfolgt werden, ist mit uns (info@mikrokopter.de) Kontakt
// + bzgl. der Nutzungsbedingungen aufzunehmen.
// + Eine kommerzielle Nutzung ist z.B.Verkauf von MikroKoptern, Bestückung und Verkauf von Platinen oder Bausätzen,
// + Verkauf von Luftbildaufnahmen, usw.
// ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
// + Werden Teile des Quellcodes (mit oder ohne Modifikation) weiterverwendet oder veröffentlicht,
// + unterliegen sie auch diesen Nutzungsbedingungen und diese Nutzungsbedingungen incl. Copyright müssen dann beiliegen
// ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
// + Sollte die Software (auch auszugesweise) oder sonstige Informationen des MikroKopter-Projekts
// + auf anderen Webseiten oder sonstigen Medien veröffentlicht werden, muss unsere Webseite "http://www.mikrokopter.de"
// + eindeutig als Ursprung verlinkt werden
// ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
// + Keine Gewähr auf Fehlerfreiheit, Vollständigkeit oder Funktion
// + Benutzung auf eigene Gefahr
// + Wir übernehmen keinerlei Haftung für direkte oder indirekte Personen- oder Sachschäden
// ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
// + Die Portierung oder Nutzung der Software (oder Teile davon) auf andere Systeme (ausser der Hardware von www.mikrokopter.de) ist nur
// + mit unserer Zustimmung zulässig
// ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
// + Die Funktion printf_P() unterliegt ihrer eigenen Lizenz und ist hiervon nicht betroffen
// ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
// + Redistributions of source code (with or without modifications) must retain the above copyright notice,
// + this list of conditions and the following disclaimer.
// +   * Neither the name of the copyright holders nor the names of contributors may be used to endorse or promote products derived
// +     from this software without specific prior written permission.
// +   * The use of this project (hardware, software, binary files, sources and documentation) is only permitted
// +     for non-commercial use (directly or indirectly)
// +     Commercial use (for excample: selling of MikroKopters, selling of PCBs, assembly, ...) is only permitted
// +     with our written permission
// +   * If sources or documentations are redistributet on other webpages, out webpage (http://www.MikroKopter.de) must be
// +     clearly linked as origin
// +   * porting the sources to other systems or using the software on other systems (except hardware from www.mikrokopter.de) is not allowed
//
// +  THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS "AS IS"
// +  AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
// +  IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
// +  ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT OWNER OR CONTRIBUTORS BE
// +  LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR
// +  CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF
// +  SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS
// +  INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN
// +  CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
// +  ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
// +  POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
// ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
#include "91x_lib.h"
#include "uart1.h"
#include "ubx.h"
#include "led.h"
#include "timer.h"
 
// ------------------------------------------------------------------------------------------------
// defines
 
#define DAYS_FROM_JAN01YEAR0001_TO_JAN6_1980 722819 // the year 0 does not exist!
#define DAYS_PER_YEAR           365
#define DAYS_PER_LEAPYEAR       366
#define DAYS_PER_4YEARS         1461    //((3 * DAYS_PER_YEAR) + DAYS_PER_LEAPYEAR) // years dividable by 4 are leap years
#define DAYS_PER_100YEARS       36524   //((25 * DAYS_PER_4YEARS) - 1) // years dividable by 100 are no leap years
#define DAYS_PER_400YEARS       146097  //((4 * DAYS_PER_100YEARS) + 1L) // but years dividable by 400 are leap years
#define SECONDS_PER_MINUTE      60
#define MINUTES_PER_HOUR        60
#define HOURS_PER_DAY           24
#define DAYS_PER_WEEK           7
#define SECONDS_PER_HOUR        3600    //(SECONDS_PER_MINUTE * MINUTES_PER_HOUR)
#define SECONDS_PER_DAY         86400   //(SECONDS_PER_HOUR * HOURS_PER_DAY)
#define SECONDS_PER_WEEK        604800  //(SECONDS_PER_DAY * DAYS_PER_WEEK)
 
// days per month in normal and leap years
const u32       Leap[ 13 ]      = { 0,  31,  60,  91, 121, 152, 182, 213, 244, 274, 305, 335, 366 };
const u32 Normal[ 13 ]  = { 0,  31,  59,  90, 120, 151, 181, 212, 243, 273, 304, 334, 365 };
 
#define LEAP_SECONDS_FROM_1980  13
 
// message sync bytes
#define UBX_SYNC1_CHAR  0xB5
#define UBX_SYNC2_CHAR  0x62
// protocoll identifier
#define UBX_CLASS_NAV   0x01
// message id
#define UBX_ID_POSLLH   0x02
#define UBX_ID_SOL              0x06
#define UBX_ID_VELNED   0x12
 
// ------------------------------------------------------------------------------------------------
// typedefs
 
 
// ubx parser state
typedef enum
{
        UBXSTATE_IDLE,
        UBXSTATE_SYNC1,
        UBXSTATE_SYNC2,
        UBXSTATE_CLASS,
        UBXSTATE_LEN1,
        UBXSTATE_LEN2,
        UBXSTATE_DATA,
        UBXSTATE_CKA,
        UBXSTATE_CKB
} ubxState_t;
 
typedef struct
{
        u32                     itow;           // ms GPS Millisecond Time of Week
        s32                     frac;           // ns remainder of rounded ms above
        s16                     week;           // GPS week
        u8                      GPSfix;         // GPSfix Type, range 0..6
        u8                      Flags;          // Navigation Status Flags
        s32                     ECEF_X;         // cm ECEF X coordinate
        s32                     ECEF_Y;         // cm ECEF Y coordinate
        s32                     ECEF_Z;         // cm ECEF Z coordinate
        u32                     PAcc;           // cm 3D Position Accuracy Estimate
        s32                     ECEFVX;         // cm/s ECEF X velocity
        s32                     ECEFVY;         // cm/s ECEF Y velocity
        s32                     ECEFVZ;         // cm/s ECEF Z velocity
        u32                     SAcc;           // cm/s Speed Accuracy Estimate
        u16                     PDOP;           // 0.01 Position DOP
        u8                      res1;           // reserved
        u8                      numSV;          // Number of SVs used in navigation solution
        u32                     res2;           // reserved
        u8                      Status;     // invalid/newdata/processed
} __attribute__((packed)) ubx_nav_sol_t;
 
 
typedef struct
{
        u32                     itow;           // ms  GPS Millisecond Time of Week
        s32                     VEL_N;          // cm/s  NED north velocity
        s32                     VEL_E;          // cm/s  NED east velocity
        s32                     VEL_D;          // cm/s  NED down velocity
        u32                     Speed;          // cm/s  Speed (3-D)
        u32                     GSpeed;         // cm/s  Ground Speed (2-D)
        s32                     Heading;        // 1e-05 deg  Heading 2-D
        u32                     SAcc;           // cm/s  Speed Accuracy Estimate
        u32                     CAcc;           // deg  Course / Heading Accuracy Estimate
        u8                      Status;         // invalid/newdata/processed
} __attribute__((packed)) ubx_nav_velned_t;
 
typedef struct
{
        u32                     itow;           // ms GPS Millisecond Time of Week
        s32                     LON;            // 1e-07 deg Longitude
        s32                     LAT;            // 1e-07 deg Latitude
        s32                     HEIGHT;         // mm Height above Ellipsoid
        s32                     HMSL;           // mm Height above mean sea level
        u32                     Hacc;           // mm Horizontal Accuracy Estimate
        u32                     Vacc;           // mm Vertical Accuracy Estimate
        u8                      Status;         // invalid/newdata/processed
} __attribute__((packed)) ubx_nav_posllh_t;
 
 
 
//------------------------------------------------------------------------------------
// global variables
 
// local buffers for the incomming ubx messages
volatile ubx_nav_sol_t          UbxSol    = {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, INVALID};
volatile ubx_nav_posllh_t       UbxPosLlh = {0,0,0,0,0,0,0, INVALID};
volatile ubx_nav_velned_t       UbxVelNed = {0,0,0,0,0,0,0,0,0, INVALID};
 
u32 CheckGPSOkay = 0;
 
// shared buffer
gps_data_t              GPSData = {{0,0,0,INVALID},0,0,0,0,0,0,0, INVALID};
DateTime_t                      GPSDateTime = {0,0,0,0,0,0,0, INVALID};
 
 
//------------------------------------------------------------------------------------
// functions
 
u8 IsLeapYear(u16 year)
{
        if((year%400 == 0) || ( (year%4 == 0) && (year%100 != 0) ) ) return 1;
        else return 0;
}
/********************************************************/
/*  Calculates the UTC Time from the GPS week and tow   */
/********************************************************/
void SetGPSTime(DateTime_t * pTimeStruct)
{
        u32 Days, Seconds, Week;
        u16 YearPart;
        u32 * MonthDayTab = 0;
        u8 i;
 
 
 
        // if GPS data show valid time data
        if((UbxSol.Status != INVALID) && (UbxSol.Flags & FLAG_WKNSET) && (UbxSol.Flags & FLAG_TOWSET) )
        {
                Seconds = UbxSol.itow / 1000L;
                Week = (u32)UbxSol.week;
                // correct leap seconds since 1980
                if(Seconds < LEAP_SECONDS_FROM_1980)
                {
                        Week--;
                        Seconds = SECONDS_PER_WEEK - LEAP_SECONDS_FROM_1980 + Seconds;
                }
                else Seconds -= LEAP_SECONDS_FROM_1980;
 
                Days = DAYS_FROM_JAN01YEAR0001_TO_JAN6_1980;
                Days += (Week * DAYS_PER_WEEK);
                Days += Seconds / SECONDS_PER_DAY; // seperate days from GPS seconds of week
 
                pTimeStruct->Year = 1;
                YearPart = (u16)(Days / DAYS_PER_400YEARS);
                pTimeStruct->Year += YearPart * 400;
                Days = Days % DAYS_PER_400YEARS;
                YearPart = (u16)(Days / DAYS_PER_100YEARS);
                pTimeStruct->Year += YearPart * 100;
                Days = Days % DAYS_PER_100YEARS;
                YearPart = (u16)(Days / DAYS_PER_4YEARS);
                pTimeStruct->Year += YearPart * 4;
                Days = Days % DAYS_PER_4YEARS;
                if(Days < (3* DAYS_PER_YEAR)) YearPart = (u16)(Days / DAYS_PER_YEAR);
                else YearPart = 3;
                pTimeStruct->Year += YearPart;
                // calculate remaining days of year
                Days -= (u32)(YearPart *  DAYS_PER_YEAR);
                Days += 1;
                // check if current year is a leap year
                if(IsLeapYear(pTimeStruct->Year)) MonthDayTab = (u32*)Leap;
                else MonthDayTab = (u32*)Normal;
            // seperate month and day from days of year
                for ( i = 0; i < 12; i++ )
                {
                        if ( (MonthDayTab[i]< Days) && (Days <= MonthDayTab[i+1]) )
                        {
                                pTimeStruct->Month = i+1;
                                pTimeStruct->Day = Days - MonthDayTab[i];
                                i = 12;
                        }
                }
                Seconds = Seconds % SECONDS_PER_DAY; // remaining seconds of current day
                pTimeStruct->Hour = (u8)(Seconds / SECONDS_PER_HOUR);
                Seconds = Seconds % SECONDS_PER_HOUR; // remaining seconds of current hour
                pTimeStruct->Min = (u8)(Seconds / SECONDS_PER_MINUTE);
                Seconds = Seconds % SECONDS_PER_MINUTE; // remaining seconds of current minute
                pTimeStruct->Sec = (u8)(Seconds);
                pTimeStruct->mSec  = (u16)(UbxSol.itow % 1000L);
                pTimeStruct->Valid = 1;
        }
        else
        {
                pTimeStruct->Valid = 0;
        }
}
 
 
 
/********************************************************/
/*                  Initialize UBX Parser               */
/********************************************************/
void UBX_Init(void)
{
        // mark msg buffers invalid
        UbxSol.Status = INVALID;
        UbxPosLlh.Status = INVALID;
        UbxVelNed.Status = INVALID;
        GPSData.Status = INVALID;
}
 
/********************************************************/
/*            Upate GPS data stcructure                 */
/********************************************************/
void Update_GPSData (void)
{
        static u32 Ubx_Timeout = 0;
        static u8 Msg_Count = 0;
 
        // the timeout is used to detect the delay between two message sets
        // and is used for synchronisation so that always a set is collected
        // that belongs together
        // _______NAVSOL|POSLLH|VELNED|___________________NAVSOL|POSLLH|VELNED|_____________
        //              |  8ms | 8ms  |         184 ms          |      |      |
        // msg_count:   0      1      2                         0      1      2
 
        if(CheckDelay(Ubx_Timeout))     Msg_Count = 0;
        else Msg_Count++;
        Ubx_Timeout = SetDelay(100); // reset ubx msg timeout
 
        // if a new set of ubx messages was collected
        if((Msg_Count >= 2))
        {       // if set is complete
                if((UbxSol.Status == NEWDATA) && (UbxPosLlh.Status == NEWDATA) && (UbxVelNed.Status == NEWDATA))
                {
                        CheckGPSOkay++;
                        DebugOut.Analog[9]++;
                        // update GPS data only if the status is INVALID or PROCESSED  and the last ubx message was received within less than 100 ms
                        if(GPSData.Status != NEWDATA) // if last data were processed
                        { // wait for new data at all neccesary ubx messages
                                GPSData.Status = INVALID;
                                // NAV SOL
                                GPSData.Flags =                                 UbxSol.Flags;
                                GPSData.NumOfSats =                     UbxSol.numSV;
                                GPSData.SatFix =                                UbxSol.GPSfix;
                                GPSData.Position_Accuracy =             UbxSol.PAcc;
                                GPSData.Speed_Accuracy =                UbxSol.SAcc;
                                SetGPSTime(&SystemTime); // update system time
                                // NAV POSLLH
                                GPSData.Position.Status =               INVALID;
                                GPSData.Position.Longitude =    UbxPosLlh.LON;
                                GPSData.Position.Latitude =     UbxPosLlh.LAT;
                                GPSData.Position.Altitude =     UbxPosLlh.HMSL;
                                GPSData.Position.Status =               NEWDATA;
                                // NAV VELNED
                                GPSData.Speed_East =                    UbxVelNed.VEL_E;
                                GPSData.Speed_North =                   UbxVelNed.VEL_N;
                                GPSData.Speed_Top       =                       -UbxVelNed.VEL_D;
                                GPSData.Speed_Ground =                  UbxVelNed.GSpeed;
                                GPSData.Heading =                               UbxVelNed.Heading;
 
                                GPSData.Status = NEWDATA; // new data available
                        } // EOF if(GPSData.Status != NEWDATA)
                } // EOF all ubx messages received
                // set state to collect new data
                UbxSol.Status =                                 PROCESSED;      // ready for new data
                UbxPosLlh.Status =                              PROCESSED;      // ready for new data
                UbxVelNed.Status =                              PROCESSED;      // ready for new data
        }
}
 
 
/********************************************************/
/*                   UBX Parser                         */
/********************************************************/
void UBX_Parser(u8 c)
{
        static ubxState_t ubxState = UBXSTATE_IDLE;
        static u16 msglen;
        static u8 cka, ckb;
        static u8 *ubxP, *ubxEp, *ubxSp; // pointers to data currently transfered
 
 
        //state machine
        switch (ubxState)       // ubx message parser
        {
                case UBXSTATE_IDLE: // check 1st sync byte
                        if (c == UBX_SYNC1_CHAR) ubxState = UBXSTATE_SYNC1;
                        else ubxState = UBXSTATE_IDLE; // out of synchronization
                        break;
 
                case UBXSTATE_SYNC1: // check 2nd sync byte
                        if (c == UBX_SYNC2_CHAR) ubxState = UBXSTATE_SYNC2;
                        else ubxState = UBXSTATE_IDLE; // out of synchronization
                        break;
 
                case UBXSTATE_SYNC2: // check msg class to be NAV
                        if (c == UBX_CLASS_NAV) ubxState = UBXSTATE_CLASS;
                        else ubxState = UBXSTATE_IDLE; // unsupported message class
                        break;
 
                case UBXSTATE_CLASS: // check message identifier
                        switch(c)
                        {
                                case UBX_ID_POSLLH: // geodetic position
                                        ubxP =  (u8 *)&UbxPosLlh; // data start pointer
                                        ubxEp = (u8 *)(&UbxPosLlh + 1); // data end pointer
                                        ubxSp = (u8 *)&UbxPosLlh.Status; // status pointer
                                        break;
 
                                case UBX_ID_SOL: // navigation solution
                                        ubxP =  (u8 *)&UbxSol; // data start pointer
                                        ubxEp = (u8 *)(&UbxSol + 1); // data end pointer
                                        ubxSp = (u8 *)&UbxSol.Status; // status pointer
                                        break;
 
                                case UBX_ID_VELNED: // velocity vector in tangent plane
                                        ubxP =  (u8 *)&UbxVelNed; // data start pointer
                                        ubxEp = (u8 *)(&UbxVelNed + 1); // data end pointer
                                        ubxSp = (u8 *)&UbxVelNed.Status; // status pointer
                                        break;
 
                                default:                        // unsupported identifier
                                        ubxState = UBXSTATE_IDLE;
                                        break;
                        }
                        if (ubxState != UBXSTATE_IDLE)
                        {
                                ubxState = UBXSTATE_LEN1;
                                cka = UBX_CLASS_NAV + c;
                                ckb = UBX_CLASS_NAV + cka;
                        }
                        break;
 
                case UBXSTATE_LEN1: // 1st message length byte
                        msglen = (u16)c; // lowbyte first
                        cka += c;
                        ckb += cka;
                        ubxState = UBXSTATE_LEN2;
                        break;
 
                case UBXSTATE_LEN2: // 2nd message length byte
                        msglen += ((u16)c)<<8; // high byte last
                        cka += c;
                        ckb += cka;
                        // if the old data are not processed so far then break parsing now
                        // to avoid writing new data in ISR during reading by another function
                        if ( *ubxSp == NEWDATA )
                        {
                                ubxState = UBXSTATE_IDLE;
                                Update_GPSData(); //update GPS info respectively
                        }
                        else // data invalid or allready processd
                        {
                                *ubxSp = INVALID; // mark invalid during buffer filling
                                ubxState = UBXSTATE_DATA;
                        }
                        break;
 
                case UBXSTATE_DATA: // collecting data
                        if (ubxP < ubxEp)
                        {
                                *ubxP++ = c; // copy curent data byte if any space is left
                                cka += c;
                                ckb += cka;
                                if (--msglen == 0)      ubxState = UBXSTATE_CKA; // switch to next state if all data was read
                        }
                        else // rx buffer overrun
                        {
                                ubxState = UBXSTATE_IDLE;
                        }
                        break;
 
                case UBXSTATE_CKA:
                        if (c == cka) ubxState = UBXSTATE_CKB;
                        else
                        {
                                *ubxSp = INVALID;
                                ubxState = UBXSTATE_IDLE;
                        }
                        break;
 
                case UBXSTATE_CKB:
                        if (c == ckb)
                        {
                                *ubxSp = NEWDATA; // new data are valid
                                Update_GPSData(); //update GPS info respectively
                        }
                        else
                        {       // if checksum not match then set data invalid
                                *ubxSp = INVALID;
                        }
                        ubxState = UBXSTATE_IDLE; // ready to parse new data
                        break;
 
                default: // unknown ubx state
                        ubxState = UBXSTATE_IDLE;
                        break;
 
        }
}
 
Subversion Repositories NaviCtrl

(root)/tags/V0.14e/ubx.c - Rev 81 → 171
