【正文】 .. .. .. ..學士學位畢業(yè)設計（論文）基于單片機的GPS高精度授時時鐘設計學生姓名：指導教師：所在學院：專 業(yè)：農(nóng)業(yè)電氣化摘要本文設計了一種基于P89LPC952高速單片機的GPS衛(wèi)星授時時鐘。它由接收機、中央處理單元、LCM顯示、鍵盤、輸出接口組成。利用接收機提供的標準時間信號，通過中央處理單元對數(shù)據(jù)的處理，從而可同步輸出時間數(shù)據(jù)，保證高精度授時。這不僅解決了時間獲取問題，而且能真正實現(xiàn)全球范圍內(nèi)的時間校準。更創(chuàng)新性地集成了全世界212個城市的實時時間顯示。與傳統(tǒng)方法相比，這種全新的時鐘同步方法具有實現(xiàn)手段簡單、精度高、范圍大、不需通道聯(lián)系、不受地理和氣候條件限制等眾多優(yōu)點，是時鐘同步的理想方法。本文介紹了基于P89LPC952的GPS授時時鐘裝置的硬件；根據(jù)裝置要實現(xiàn)的功能，給出了主程序和中斷程序的流程圖和程序介紹。關鍵詞：授時時鐘 P89LPC952 GPS 中央處理單元.. .. .. ..ABSTRACTA kind of GPS satellite timing clock based on the P89LPC952 Highspeed MCU is remended in the following thesis. It is posed of receptors、central proceeding sections, LCM, keyboard and output connectors. The central proceeding section could deal with the data to make the output time data by use of the standard time signals supplied by receptors, thus, keeping highly precision timing. By this way, not only solve the problem of the time obtained, but also the time in the worldwide is really pletely unified. Even more, creatively integrates 212 cities of the world wide’s realtime display. Compared with conventional method, this new synchronous clock plan has many advantages, such as simple, high precision, wide extension, no channels needed, no confine of geography and weather environment and so on. It is the ideal way to synchronize the clock. In the following paper, represent the hardware of the GPS timing clock based on the P89LPC952 Highspeed MCU. According to the function of the device, list the flow chart of the main program and the interrupt program and the introduction of those programs.Keywords: Timing clock P89LPC952 GPS Central proceeding section.. .. .. ..目錄摘要 IABSTRACT II前言 IV 1 1 1 2 2 2 3 4 4 4 10 11 11 12 1組裝及調(diào)試 16 PCB的設計 16 PCB焊接組裝 17 17 18結(jié)論 19參考文獻 20致謝 21附錄1 系統(tǒng)原理圖 22附錄2 主要源代碼 23.. .. .. ..前言20世紀70年代的計算機革命產(chǎn)生了一群新的時間用戶，他們需要精確的計算機時間。但是，眾所周知，計算機時鐘的守時性能并不出色。通常，簡單的時鐘如腕表和家里的掛鐘的性能要好于計算機時鐘。這種計算機時鐘的性能會導致很多問題，因為有很多計算機應用需要時間精度保持在接近1s或更好。例如，出于安全原因，用于金融系統(tǒng)的計算機必須能夠精確記錄每次轉(zhuǎn)賬、交易的精確時間。同樣，用于電信計費的計算機，它不僅要求單機能夠準確記錄通信的時間，還要求另外城市的計算機能夠保持時間同步， 才能保證網(wǎng)間結(jié)算不會出問題。用于精確物理測量獲得科學數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng)需要知道測量的精確時刻，全自動化工業(yè)系統(tǒng)也需要計算機在正確的時刻發(fā)出控制指令。對同步通信系統(tǒng)，如無線電臺、電視基站，需要計算機在正確的時間建立鏈路連接。授時系統(tǒng)就是使儀器或計算機與國際標準時間達到精確同步。通常，可以用原子鐘來保證儀器的時間與國標時間達到精確同步，但是原子鐘價格昂貴。這里介紹一種簡單、相對廉價的時間同步方法。利用全球定位系統(tǒng)提供的時間信號和秒脈沖，通過軟件可以使計算機的時鐘與UTC(Universal Time Coordinated 協(xié)調(diào)世界時)達到精確的同步。.. .. .. .. 設計提出的意義面對著現(xiàn)代社會的快節(jié)奏生活，人們對時間的要求就會越來越高。而且現(xiàn)在有很多機構(gòu)對時間的同步性要求也越來也高，而原子鐘的成本又太高，所以，基于單片機的GPS高精度授時時鐘將完全能夠勝任這些高要求的時間機構(gòu)。 課題主要內(nèi)容本課題主要設計一個可以接收GPS報文，并能提取報文中的時間信息，在一定時間周期內(nèi)為系統(tǒng)內(nèi)的時鐘校時，使系統(tǒng)始終運行在秒級精度上。并且可以將GPS的有關時間的報文，通過另一個串口向PC端發(fā)送。并且存儲212個城市的中英文名稱和市區(qū)數(shù)據(jù)，而且可以用液晶無延遲顯示這些城市的名稱和當前時間，并能通過鍵盤實時切換的各個城市的高精度時鐘。時鐘在沒有接收到準確的GPS報文的情況下還可以通過鍵盤對時鐘進行手動調(diào)整。并且系統(tǒng)內(nèi)帶有一個鬧鐘，可以通過鍵盤對其進行調(diào)整以及控制其起停。并且系統(tǒng)還有實時顯示本地經(jīng)緯度功能。在硬件設計上，采用先進的SMT工藝，使整個系統(tǒng)迷你化。本系統(tǒng)在設計之初時，首先要求要有兩個串口，一個用來接收GPS報文，另一個用來向PC發(fā)送時間數(shù)據(jù)。GPS模塊的1PPS引腳接到單片機的中斷管腳上，以提高授時的精度。要讓單片機能夠存儲、檢索212個國家的中英文名稱和其時區(qū)數(shù)據(jù)。并通過一塊液晶屏幕將整合后的時間信息顯示。系統(tǒng)內(nèi)要自帶一個實時運行的時鐘。接收到的GPS時間信息是要為本系統(tǒng)校時，而不是直接為系統(tǒng)提供時間。這樣系統(tǒng)內(nèi)就始終有一個時鐘在運行。系統(tǒng)內(nèi)還要有一個鍵盤，可以實現(xiàn)系統(tǒng)的時間調(diào)整、鬧鈴調(diào)整以及其他功能。利用系統(tǒng)內(nèi)已有的時鐘，設計一個鬧鈴。用一片P89LPC952作為中央處理單元，由于P89LPC952只有8K的存儲空間，所以加一片32K鐵電存儲器——FM25CL256作為數(shù)據(jù)存儲器。系統(tǒng)框圖如圖1。時鐘芯片時鐘芯片MCULCM發(fā)送數(shù)據(jù)GPS鍵盤圖1 系統(tǒng)框圖P89LPC952有兩個獨立的串口，可配置各自獨立的波特率。鐵電存儲采用串行SPI總線進行高達3Mb/s的速率讀寫。完全可以應付屏幕顯示的速度。本章主要討論基于單片機的GPS高精度授時時鐘的設計思想，并詳細介紹了方案選擇的過程。其中P89LPC936有足夠的存儲空間，但外部的管腳資源太少，單GM8125就占用了八個管腳，擴展性能太差。P89LPC952有足夠的44個管腳，但存儲空間只有8K。但SPI總線的高速率彌補了空間的不足。整個系統(tǒng)由單片機中央控制和運算模塊、GPS模塊、鐵電數(shù)據(jù)存儲模塊、機內(nèi)時鐘和鬧鈴模塊以及鍵盤和顯示模塊組成。單片機中央控制與運算模塊負責接收GPS報文，讀寫I2C時鐘，將GPS報文中的時間信息提取出來，經(jīng)過與默認城市的市區(qū)數(shù)據(jù)運算后，在1PPS中斷到來的時刻，將時間數(shù)據(jù)寫入I2C時鐘芯片，同時將時間數(shù)據(jù)以及從存儲器中讀出的城市中英文名稱整合后送屏幕顯示。GPS模塊通過天線接收多顆衛(wèi)星傳來的定位及時間數(shù)據(jù)，通過串口以TTL232電平將數(shù)據(jù)送出，并產(chǎn)生1PPS秒脈沖。在鐵電存儲模塊