gps高精度的時鐘的設(shè)計和實現(xiàn)

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1、GPS高精度的時鐘的設(shè)計和實現(xiàn)

2、第1lunal>關(guān)鍵詞：GPSGPSOEM串口通信1概述GPS（GlobalPositioningSystem）全球定位系統(tǒng)是利用美國的24顆GPS地址衛(wèi)星所發(fā)射的信號而建立的導(dǎo)航、定位、授時的系統(tǒng)。美國政府已承諾，在今后相當(dāng)長的一段時間內(nèi)，GPS系統(tǒng)將向全世界開放。目前，GPS系統(tǒng)廣泛地應(yīng)用在導(dǎo)航、大地測量、精確授時、車輛定位及防盜等領(lǐng)域。因此，開展對GPS系統(tǒng)的研究和應(yīng)用，將極大地提高生產(chǎn)力，并產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。本文旨在通過利用GPS所提供的精確授時的功能，采用單片機(jī)技術(shù)，設(shè)計適合于需要精確授

3、時的高精度時鐘系統(tǒng)。GSU-16是日本光電（KODEN）公司生產(chǎn)的并行11通道GPSOEM接收板，由于采用了先進(jìn)半導(dǎo)體設(shè)計手段，它具有尺寸小、功耗低、性能穩(wěn)定、性價比高等優(yōu)良特性。利用它，可以方便、快速地開發(fā)出各種GPS應(yīng)用系統(tǒng)。其主要性能指標(biāo)如下：接收通道——11通道并行接收，可同時跟蹤11顆衛(wèi)星；授時精度——小于400ns，無累計誤差；數(shù)據(jù)更新時間——1s；體積和重量——65mm×35mm，約重40g（含鋰電池）；數(shù)據(jù)輸出格式——NMEA-0183v2.0；RTCM-sc104v2.0；環(huán)境工作溫度——-30～+75℃；正常工

4、作參數(shù)——電壓5（1±0.05）V；電流100mA；功耗100mEA-0183格式輸出，數(shù)據(jù)代碼為ASCII碼字符。NMEA-0183是美國海洋電子協(xié)會為海用電子設(shè)備制定的標(biāo)準(zhǔn)格式，目前廣泛使用V2.0版本。由于該格式為ASCII碼字符串，比較直觀和易于處理，在許多高級語言中都可以直接進(jìn)行判別、分離，以提取用戶所需要的數(shù)據(jù)。NMEA-0183主要語句中，最常見的幾種格式為：GPGGAGPS定位數(shù)據(jù)GPGLL地址位置和經(jīng)緯度GPZDA日期和時間GPVTG方位角對地速度例如，GPZDA為時間和日期輸出語句，其標(biāo)準(zhǔn)格式如下：又如，$GP

5、GGA為定位導(dǎo)航數(shù)據(jù)輸出語句，其標(biāo)準(zhǔn)格式如下：在具體使用時，可以在收到一條消息后，用軟件來判別消息引導(dǎo)頭是否為“$GPZDA”或“$GPGGA”來確認(rèn)收到的消息正確與否，然后從消息中提取世界時，一定要注意將提取到的世界時加上8小時才是北京時間，而且軟件還必須對16：00～24：00世界時作相應(yīng)的處理，以轉(zhuǎn)換為正確的北京日期和時間。3應(yīng)用電路和程序設(shè)計在設(shè)計該時鐘系統(tǒng)時，我們采用的單片機(jī)是Motolola公司的MC68HC08的通用芯片MC68HC908GP32。該芯片以它的高性能、低功耗、低價位獲得了廣泛的應(yīng)用，其主要特性為：①3

6、2KB片內(nèi)Flash存儲器，具有在線可編程能力和保密功能；②512B片內(nèi)RAM；③增強(qiáng)型串行通信口和串行外圍接口；④支持C語言。其接口電路可按圖1設(shè)計，程序流程如圖2所示。單片機(jī)初始化程序樣例如下：SCBREQU$0019SCC1EQU$0013SCC2EQU$0014SCC3EQU$0015SCS1EQU$0016SCS2EQU$0017SCDREQU$0018TEMPEQU$40；定義1個字節(jié)的臨時存儲空間ORG$8000；定義程序的起始位置INIT：LDA#%00100010；初始化開始STASCBR；波特率定義LDA#%0

7、1000000STASCC1LDA#%00001100STASCC2LDA#%00000000STASCC3START：JSRGETDATA；接收1個字符STATEMP；將其存放臨時空間CMP#$"$"；判是否為“$”符，如不是轉(zhuǎn)START……；判是否為GPZDA信息模塊，如不是則轉(zhuǎn)START重新接收……；數(shù)據(jù)接收與處理模塊……；時鐘驅(qū)動與顯示模塊……；返回START重新接收下一組消息GETDATA：BRCLR5，SCS1，GETDATALDASCRARTS4結(jié)論時間信號的準(zhǔn)確與否，直接關(guān)系到人們的日常生活、工業(yè)生產(chǎn)和社會發(fā)展。由

8、于計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、GPS定位技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和礅，以及GPSOEM板價格的降低，已經(jīng)具備了為各個應(yīng)用領(lǐng)域提供高精度授時的可能性。GPS精密時鐘主要應(yīng)用于城市重要公共建筑，如車站、碼頭、公園、交通路口、標(biāo)志建筑等場所和電信行業(yè)的移動及固定報時等方面。它是供了準(zhǔn)確的公眾時間，為人們的日常生活提供便利，避免了因時鐘不準(zhǔn)確而帶來的不便。同時，也為GPS系統(tǒng)的應(yīng)用開拓了一個較好的用途，具廣泛的現(xiàn)實意義。