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标题: GPS智能塔钟控制系统的研究2 [打印本页]

作者: rise_ming 时间: 2013-8-11 17:15 标题: GPS智能塔钟控制系统的研究2

3．5 系统原理框图
根据设计要求，它包括天线、GPS-OEM接收模块、单片机信号处理电路、EEPROM存贮器、报时电路、扬声器，其中天线、GPS-OEM接收模块、单片机信号处理电路、主控制电路四部分以串联结构连接，主控制电路分别与EEPROM存贮器、报时电路、显示电路以分支结构连接，报时电路与扬声器以串联结构连接。本系统原理框图如图2所示。

由于GPS15XL-W输出的是RS232电平，AT89C51单片机是CMOS电平，所以二者之间通信需要电平转换。如图3所示。

4 软件设计
本系统软件设计主要有两部分：单片机控制时钟走时及单片机接收GPS接收机时间信息进行实时校时，前者较为简单此处不再赘述，仅对校时系统进行介绍。
4．1 GPS同步校时方案选择
GPS的校时可分为两种类型：脉冲中断方式和串行通信接口方式。GPS本身提供的时间信息是非常精确的。但采用哪种方式对自动保护装置中的实时时钟芯片进行授时，就成了保证时间精度的关键。本设计选择串行通信方式可以满足塔钟基本要求。
串口通信方式是以串行数据流的方式输出时间信息，各个自动保护装置接收每秒一次的串行时间信息来进行校时。在此校时过程中，串口发送以及接受数据都是采用中断方式，双方的中断处理程序都将占用CPU的时间，此外延时的大小还与双方串口中断优先级的设置有关。另外，在串行通信方式中，数据是按照一定的波特率逐位传输的，因此总线传输也将有延时，该延时的大小与波特率以及传输的数据量均有关。在以上影响校时精度的各个因素中，只有传输延时是可以准确计算的，其他的只能作大致的估计，在将以上因素综合考虑后，可以通过给时间信息一个修正值，来保证校时的精度。
4．2 获取GPS标准时间信息
GPS20EM板采用NMEA20183通信标准格式，可以输出多种句型，均以“$”开头。设计要提取的语句是“$GPRMC”，$GPRMC，<1>，<2>，<3>，<4>，<5>，<6>，<7>，<8>，<9>，<10>，<11> 3 hh <CR>，<LF>。
软件编译窗口如图4所示：

5 小结
在系统设计中，完成以下几个部分：
(1)系统硬件设计，设计以可靠性和实用性为原则，选用器件在保证可用的基础上，尽量使电路简化，在设计过程中，用实验的方法完成了全部软件与硬件配合的调试工作；
(2)接收模块的软件是用汇编语言完成的，它的功能是从GPS15XL-W中提取准确的时间信息；
(3)完成母钟走时和显示的功能；
(4)向伺服电机发送脉冲带动子钟的走时功能。

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