【正文】 se 39。,39。 //命令類型清空 mode=1。 tmp=P3^0。 //命令類型存儲(chǔ)數(shù)組//顯示需要的變量unsigned char dsp_count。 //0：結(jié)束模式，1：命令模式，2：數(shù)據(jù)模式unsigned char buf_full。 //串口中斷需要的變量unsigned char seg_count。39。 //高度 \\unsigned char angle[5]。 //時(shí)unsigned char time_f[2]={}。 //緯度方向unsigned char date_y[2]={}。39。char miao,shi,fen,yearl,yearh。/*DS1302*/bit amt,altp。sbit s3=P0^2。sbit RW=P2^2。sbit BEEP=P2^0。感謝父母一直默默地給予我關(guān)心和支持，父母的悉心關(guān)懷，永遠(yuǎn)是鼓勵(lì)我積極向上的不竭動(dòng)力。首先，我要感謝我的指導(dǎo)老師韓老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求。在了解國內(nèi)外現(xiàn)狀后，從線路、體積和價(jià)格方面考慮，選取AT89C52單片機(jī)為控制核心，通過外圍元件實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS1307構(gòu)成了一個(gè)具有實(shí)時(shí)時(shí)間與日歷顯示、按鍵調(diào)時(shí)、鬧鈴定時(shí)功能的數(shù)字時(shí)鐘，采用液晶LCD1602作為顯示器，并且在精確度方面上加入了GPS授時(shí)模塊。為了使時(shí)鐘具有較高的準(zhǔn)確度，需要讓晶振工作在接近準(zhǔn)確值的溫度范圍內(nèi)或者用外圍電路去根據(jù)環(huán)境溫度去補(bǔ)償溫度偏差給晶振帶來的誤差，即溫度補(bǔ)償。 誤差分析在無GPS時(shí)，采用DS1302計(jì)時(shí)時(shí)，誤差為每分鐘1S，采用GPS信號(hào)計(jì)時(shí)時(shí)誤差小于1S，GPS時(shí)鐘比普通的電子時(shí)鐘精度高出很多，同時(shí)也說明了GPS時(shí)鐘的重要性。 程序運(yùn)行判斷單片機(jī)程序是否正常運(yùn)行最直觀的方法是使用示波器。//寫數(shù)據(jù)操作 write_date(0x30+ge)。//取出data數(shù)據(jù)的十位數(shù) ge=date%10。 delay(10)。//通過單片機(jī)P1口和1602連接 RS=1。 LCDEN=1。} LCD1602的讀寫程序void write_(uchar ) //LCD1602寫地址設(shè)置{ P1=。//CE為1允許讀寫操作 write_a_byte_to_ds1302(adder)。 CE=0。 CE=1。 } return b/16*10+b%16。 t=DIO。//位移操作 }}//向DS1302讀取一個(gè)字節(jié) uchar get_a_byte_from_ds1302(){ uchar i,b,t。1。 DS1302的讀寫程序//向DS1302寫一個(gè)字節(jié)void write_a_byte_to_ds1302(uchar datt){ uchar i。 //啟動(dòng)定時(shí)器 EA=1。//電源控制寄存器設(shè)置 SCON = 0x50。 blaflag=0。//顯示光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置 write_(0x01)。 LCDEN=0。如果沒有GPS信息，為了防止時(shí)間停滯，采用DS1302計(jì)時(shí)?？刹捎貌樵兎绞剑合茸x入狀態(tài)字，再判斷忙標(biāo)志，最后寫命令字?！CD與單片機(jī)之間的四種基本操作狀態(tài)RSR/W操作狀態(tài)100寫命令操作(初始化，光標(biāo)定位等)狀態(tài)201讀狀態(tài)操作(讀忙標(biāo)志位)狀態(tài)310寫數(shù)據(jù)操作(要顯示內(nèi)容)狀態(tài)411讀數(shù)據(jù)操作(可以把顯示存儲(chǔ)區(qū)中的數(shù)據(jù)反讀出來) 讀狀態(tài)操作執(zhí)行讀狀態(tài)字操作，=0、R/W=1。也可采用循環(huán)方式接收時(shí)間信息。OEM板每隔1s自動(dòng)輸出觀測(cè)數(shù)據(jù)幀和位置數(shù)據(jù)幀一次，但輸出的格式小時(shí)部分加8是多種多樣的，因此必須先給OEM板發(fā)送指令來控制其輸出數(shù)據(jù)格式。IRIGB TTL直流電平碼的分辨率為10ms，不加調(diào)制解調(diào)，使用方便，但只適于近距離傳輸。目前電力系統(tǒng)中的許多進(jìn)口裝置均使用IRIGB時(shí)間碼獲取時(shí)間信息，因此IRIGB碼制串行輸出也應(yīng)作為GPS同步時(shí)鐘輸出的一種可選形式。使用串行口方式對(duì)時(shí)，比脈沖對(duì)時(shí)方式復(fù)雜。按串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)的不同，ASCII碼有RS232C、RS422/485等方式，IRIGB碼有TTL直流電平碼輸出、1kHZ 正弦波調(diào)制碼輸出、MANCHESTER調(diào)制碼輸出等方式。有時(shí)在沒有收到衛(wèi)星信號(hào)或?qū)Ш浇鉄o效的情況下(即沒有收到UTC的校正數(shù)據(jù))，OEM板通過開發(fā)工具板也能向外發(fā)送秒脈沖，但此時(shí)秒脈沖為GPS OEM內(nèi)部未改正鐘差、鐘漂的原始時(shí)鐘的時(shí)間，其上升沿的時(shí)刻不準(zhǔn)確、不穩(wěn)定，誤差較大，無實(shí)用價(jià)值。1PPS(秒脈沖，即：pulse per second 脈沖/秒)輸出，是一個(gè)電平信號(hào)，一般以方波形式輸出，高電平(也有較少數(shù)為低電平的)表示有秒脈沖輸出，其持續(xù)時(shí)間很短，一般在毫秒量級(jí)上，其電平信號(hào)為+5V，持續(xù)時(shí)間為毫秒級(jí)，低電平(也有較少數(shù)為高電平的)表示沒有信號(hào)輸出。有源TTL電平輸出，即每隔一定的時(shí)間間隔產(chǎn)生一個(gè)TTL電平脈沖，或正脈沖或負(fù)脈沖，脈沖的寬度和占空比可以不同。 DS1302和52單片機(jī)的連接第3章 GPS高精度時(shí)鐘的軟件分析設(shè)計(jì) GPS授時(shí)系統(tǒng)的同步利用方式 脈沖同步方式脈沖同步方式，即同步時(shí)鐘每隔一定的時(shí)間間隔輸出一個(gè)精確的同步脈沖。電路連接如下圖28所示，4個(gè)上拉電阻可以保證在沒有按鍵輸入時(shí)，進(jìn)入單片機(jī)四個(gè)I/O口的按鍵狀態(tài)均為高電平，防止干擾產(chǎn)生；當(dāng)有按鍵按下時(shí)，相應(yīng)的端口線狀態(tài)轉(zhuǎn)為低電平。AT89C52 GROUNDGROUNDVCC LCD1602和單片機(jī)AT89C52的連接LCD1602中VDD為電源正極，VSS為電源接地端，VEE為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高。 高精度GPS時(shí)鐘系統(tǒng)的框架簡圖 硬件電路設(shè)計(jì)： 系統(tǒng)的整體硬件電路圖 GPS接受模塊和單片機(jī)的連接，還有另外的用途。在GPS接收端無數(shù)據(jù)輸出時(shí)，即無GPS信號(hào)或信號(hào)強(qiáng)度太弱時(shí)，采用DS1302時(shí)鐘芯片進(jìn)行計(jì)時(shí)。液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富、不需要外加驅(qū)動(dòng)電路等優(yōu)點(diǎn)，是單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)中最常用的顯示器件。只有在SCLK為低電平時(shí)，才能將RST置為高電平。RST輸入有兩種功能：首先，RST接通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)傳送的方法。當(dāng)Vcc2大于Vcc1+，Vcc2給DS1302供電。DS1302是DS1202的升級(jí)產(chǎn)品，與DS1202兼容，但增加了主電源/后備電源雙電源引腳，同時(shí)提供了對(duì)后備電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力,。不同的語句中傳送的信息不同，由于“$GPGGA”語句數(shù)據(jù)格式輸出的第一位數(shù)據(jù)就是所需要的時(shí)間數(shù)據(jù)，利于單片機(jī)對(duì)時(shí)間信息的接收處理,因此本接收機(jī)授時(shí)系統(tǒng)采用“$GPGGA”“$GPRMC”格式輸出時(shí)間數(shù)據(jù)[7]。所謂的基帶芯片就是用來合成即將發(fā)射的基帶信號(hào)，或?qū)邮盏降幕鶐盘?hào)進(jìn)行解碼。 AT89C52有40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外中斷口，3個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，2個(gè)讀寫口線，AT89C52可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程,但不可以在線編程(S系列的才支持在線編程)。第五章，描述了本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過程中出現(xiàn)的問題及調(diào)試過程。 論文結(jié)構(gòu)第一章，詳細(xì)論述了GPS高精度時(shí)鐘的優(yōu)越性，同時(shí)探討了GPS的應(yīng)用前景，進(jìn)而提出了本論文的研究任務(wù)。前者是基于FPGA實(shí)現(xiàn)的，F(xiàn)PGA能夠用硬件實(shí)現(xiàn)各功能模塊并行執(zhí)行，其速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過單片機(jī)。GPS時(shí)鐘可廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)、通訊、交通管理及國防等需要對(duì)時(shí)、計(jì)時(shí)、守時(shí)的相關(guān)領(lǐng)域[2]。本系統(tǒng)采用AT89C52作為主控制器，為了防止GPS無信號(hào)或者信號(hào)弱照成無數(shù)據(jù)輸出，附加了時(shí)鐘芯片DS1302充當(dāng)?shù)诙r(shí)鐘源，加入按鍵電路用來設(shè)定時(shí)間值以及鬧鐘值，顯示方面采用LCD1602顯示時(shí)間。用戶接收機(jī)為了解擴(kuò)頻接收信號(hào)，必須產(chǎn)生與信號(hào)中擴(kuò)頻偽碼相同的本機(jī)偽碼因具有較強(qiáng)的保密性，此外利用P碼良好的相關(guān)特性還可增強(qiáng)用戶接收機(jī)抗電子干擾的能力。?定位精度高。互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域在世界各地分布著成千上萬的服務(wù)器，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、大型網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器系統(tǒng)、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)都需要統(tǒng)一的高精度時(shí)間以便管理。GPS receiver module。最后，本文描述了GPS高精度時(shí)鐘在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過程中可能出現(xiàn)的問題及其調(diào)試過程，并對(duì)該模塊實(shí)際應(yīng)用上的展望。本設(shè)計(jì)利用Atmel公司的AT89S52單片機(jī)對(duì)電子時(shí)鐘進(jìn)行開發(fā)，設(shè)計(jì)了實(shí)現(xiàn)所需功能的硬件電路，應(yīng)用C語言進(jìn)行軟件編程，并用實(shí)驗(yàn)板進(jìn)行演示、驗(yàn)證。摘 要 隨著時(shí)代的發(fā)展，生活節(jié)奏的加快，人們的時(shí)間觀念愈來愈強(qiáng)，設(shè)計(jì)開發(fā)數(shù)字時(shí)鐘具有良好的應(yīng)用前景。 由于單片機(jī)價(jià)格的低成本、高性能，在自動(dòng)控制產(chǎn)品中得到了廣泛的應(yīng)用?？紤]到接受GPS信號(hào)的問題上，本系統(tǒng)將加入一個(gè)DS1302時(shí)鐘芯片用來解決GPS信號(hào)中斷或者信號(hào)強(qiáng)度太低導(dǎo)致讀取不到數(shù)據(jù)的問題。t read data.Finally, this article describes the GPS high precision clock possible problems in the process of design and implementation and debugging process, and the module on the practical application prospects. Keywords:High precision clock。DS1302 目 錄摘 要Abstract第一章 緒論 1 選題意義和論文任務(wù) 1 國內(nèi)外研究以及趨勢(shì) 1 論文結(jié)構(gòu) 2第二章 GPS高精度時(shí)鐘的硬件設(shè)計(jì) 3 系統(tǒng)主要芯片選型 3 微處理器AT89C52 3 GPS接收模塊 4 5 顯示模塊LCD1602 6 硬件設(shè)計(jì)總體思路 7 硬件電路設(shè)計(jì) 8 GPS接受模塊和單片機(jī)的連接 8 LCD1602和單片機(jī)的連接 9 按鍵模塊和單片機(jī)的連接 10 時(shí)鐘芯片DS1302和單片機(jī)的連接 10第三章 GPS高精度時(shí)鐘的軟件設(shè)計(jì) 11 GPS授時(shí)系統(tǒng)的同步利用方式 11 脈沖同步方式 11 串行同步方式 11 GPS授時(shí)模塊的形式及流程圖 12 LCD1602的顯示操作 14 讀狀態(tài)操作 14 寫命令操作 14 LCD初始化 14 GPS高精度時(shí)鐘主要程序、流程圖及注釋 15 主程序流程圖 15 初始化程序 16 按鍵檢測(cè)程序 17 DS1302的讀寫程序 18 LCD1602的讀寫程序 19第四章 調(diào)試過程 20 GPS接收信息強(qiáng)度 20 GPS和單片機(jī)的通信 20 程序運(yùn)行 20 DS1302的晶振頻率 20 誤差分析 20第5章 總結(jié) 21參考文獻(xiàn) 22致謝 23附錄 24 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第1章 緒論 選題意義和論文任務(wù) 隨著科技的飛速進(jìn)步，我國電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)快速發(fā)展，為了做到統(tǒng)內(nèi)部統(tǒng)一的管理和調(diào)度，整個(gè)系統(tǒng)對(duì)時(shí)間的統(tǒng)一性要求越來越高，同時(shí)對(duì)時(shí)間的同步精度要求也越來越高。GPS能為用戶提供連續(xù)、實(shí)時(shí)的位置、三維速度和精密時(shí)間。GPS衛(wèi)星發(fā)射的P碼[精測(cè)碼]擴(kuò)頻信號(hào)，比高靈敏度接收機(jī)所能接收的最低信號(hào)電平還低幾十個(gè)分貝。本次設(shè)計(jì)的任務(wù)是在查閱國內(nèi)資料的基礎(chǔ)上了解GPS的原理和功能，了解單片機(jī)的原理和軟件編程方法，設(shè)計(jì)單片機(jī)最小系統(tǒng)、鍵盤電路、顯示電路、鬧鐘電路。利用GPS OEM接收模塊，進(jìn)行二次研制開發(fā)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)時(shí)鐘系統(tǒng)，具有精度高、無積累誤差，不受地域、氣候等環(huán)境條件限制，操作方便等特點(diǎn)。從處理器上大體可分為兩大類型，一種是FPGA型，一種是單片機(jī)型。由于單片機(jī)是由串行軟件指令控制的，所以其體系結(jié)構(gòu)將在很大程度上影響同步時(shí)種系統(tǒng)的精確度，使其誤差相對(duì)比較大。第四章，給出了在GPS無信號(hào)或信號(hào)強(qiáng)度太弱時(shí)采用時(shí)鐘芯片DS1302進(jìn)行計(jì)時(shí)并用LCD1602顯示的主要程序。AT89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的AT89C52單片機(jī)可提供許多較復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場(chǎng)合[3]。 AT89C52的最小系統(tǒng) GPS接收模塊GPS模塊就是集成了RF射頻芯片、基帶芯片和核心CPU，并加上相關(guān)外圍電路而組成的一個(gè)集成電路。GPS接收端可輸出的語句數(shù)據(jù)格式有$GPGGA，$GPGSA，$GPGSV，$GPRMC，$GPVTG，$LCGLL，$LCVTG，$PGRME，$PGRMF，$PGRMT，$PGRMV，$GPGLL。DS1302內(nèi)部有一個(gè)318的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。DS1302由Vcc1或Vcc2兩者中的較大者供電。RST是復(fù)位/片選線，通過把RST輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。上電運(yùn)行時(shí)，在Vcc，RST必須保持低電平。 DS1302的控制字節(jié) 顯示模塊LCD1602LCD顯示器分為字段顯示和字符顯示兩種，可采用LCD1602作為顯示器件輸出信息，可以顯示2行16個(gè)漢字。時(shí)間信號(hào)采用GPS接收模塊