【正文】 4) 衛(wèi)星編號(hào)， 01 至 32。 } break。 } break。C39。 mode=2。V39。){ //GPGGA GPS 定位信息 cmd_number=1。){ if(cmd[1]==39。 //GPGSA break。 break。: cmd_number=0。 基于 GPS的高精度時(shí)鐘設(shè)計(jì) 26 unsigned char cmd[5]。 //定位型式 1 = 未定位， 2 = 二維定位， 3 = 三維定位。 //速度 \\ 節(jié)＝海里 /小時(shí) ,相當(dāng)于unsigned char high[8]={}。39。 uchar timecount。 sbit s2=P0^1。 sbit CE=P3^5。在這里，我要感謝在這些在我畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中指導(dǎo)和幫助過我的人。晶 振 其實(shí)在電子時(shí)鐘系統(tǒng)里面就是一個(gè)時(shí)鐘源，它有兩個(gè)重要指標(biāo)，一個(gè)是穩(wěn)定度，一個(gè)是準(zhǔn)確度 ， 準(zhǔn)確度指的是與標(biāo)稱值的偏差，穩(wěn)定度值得是隨著外部因素的變化而產(chǎn)生的變化量。 GPS 模塊和單片機(jī)的波特率，中斷等設(shè)定要一樣才能進(jìn)行數(shù)據(jù)之間的通信。 shi=date/10。 } void write_date(uchar date) //LCD1602 寫數(shù)據(jù)設(shè)置 { P1=date。 CE=0。//從 DS1302 讀數(shù)據(jù) SCLK=1。 SCLK=0。 datt=1。 圖 按鍵檢測(cè)流程圖 其中按鍵 1 為校準(zhǔn)當(dāng)前時(shí)間的功能切換按鍵，按鍵 2為對(duì)應(yīng)的數(shù)值加 1 的功能按鍵，按鍵 3為對(duì)應(yīng)的數(shù)值減 1按鍵，按鍵 4 為設(shè)置鬧鐘時(shí)間的功能切換按鍵， 通過這 4 個(gè)按鍵可以對(duì)時(shí)間進(jìn)行校準(zhǔn)并且設(shè)定鬧鐘時(shí)間。//設(shè)置定時(shí)器模式 PCON = 0x00。//顯示光標(biāo)開及光標(biāo)設(shè)置 write_(0x06)。 主程序流程圖 上電 延時(shí) 20ms 功能設(shè)置 延時(shí) 37us 顯示狀態(tài)設(shè)置 清屏 延時(shí) 輸入方式設(shè)置 返回 開始 初始化 有 GPS信號(hào)？ 截取 GPS 時(shí)間數(shù)據(jù) LCD1602 顯示 設(shè)置鬧鐘時(shí)間 是否到鬧鈴時(shí)間？ 從 DS1302 讀數(shù)據(jù) Y Y N N 鬧鈴操作 單片機(jī)處理 基于 GPS的高精度時(shí)鐘設(shè)計(jì) 16 在開始的初始化中，需要對(duì)各芯片進(jìn)行初始化，初始化完成后要判斷 GPS 接收端有沒有數(shù)據(jù)輸出（有沒有 GPS 信號(hào)），即單片機(jī)有沒有數(shù)據(jù)讀入。 表 LCD 與單片機(jī)之間 的 四種基本操作 狀態(tài) RS R/W 操作 狀態(tài) 1 0 0 寫命令操作 (初始化，光標(biāo)定位等 ) 狀態(tài) 2 0 1 讀狀態(tài)操作 (讀 忙標(biāo)志位 ) 狀態(tài) 3 1 0 寫數(shù)據(jù)操作 (要顯示內(nèi)容 ) 狀態(tài) 4 1 1 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，如表 所示須滿足 RS=0、 R/W=1。接收數(shù)據(jù)需要設(shè)定單片機(jī)的波特率，使其與 GPS OEM板的傳輸波特率一致。 IRIGB 信號(hào)有 TTL 直流電平碼和 1kHZ 正弦波調(diào)制 碼兩種形式。 （ 1） RS232/422/485 串行接口輸出 同步時(shí)鐘通過 RS232/422/485 串行口在整秒、整分或整時(shí)，輸出一次時(shí)間信息。高電平上升沿為 1PPS 輸出的精確時(shí)刻。監(jiān)控裝置在接收到同步脈沖后進(jìn)行對(duì)時(shí)，消除裝置內(nèi)部時(shí)鐘的走時(shí)誤差。 LCD1602 有四種基本的操作時(shí)序 ：讀狀態(tài)、寫指令、讀數(shù)據(jù)和寫數(shù)據(jù)。 本系統(tǒng)在顯示時(shí)間的基礎(chǔ)上加入鬧鐘模塊，并且設(shè)置 4 個(gè)功能按鈕可以對(duì)當(dāng)前的時(shí)間進(jìn)行設(shè)置并且修改鬧鐘時(shí)間。 I/O 為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端 (雙向 )， SCLK 為時(shí)鐘輸入端。當(dāng) Vcc2 小于 Vcc1 時(shí)， DS1302 由 Vcc1 供電。 $GPGGA（ Global Positioning System Fix Data（ GGA） ） 語句格式如下： $GPGGA,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12 1 UTC 時(shí)間， hhmmss（時(shí)分秒）格式 2 緯度 （度分）格式（前面的 0也將被傳輸） 3 緯度半球 N（北半球）或 S（南半球） 4 經(jīng)度 （度分 ）格式（前面的 0也將被傳輸） 5 經(jīng)度半球 E（東經(jīng)）或 W（西經(jīng)） 6 GPS 狀態(tài)： 0=未定位， 1=非 差分定位 ， 2=差分定位， 6=正在估算 7 正在使用解算位置的衛(wèi)星數(shù)量（ 0012）（前面的 0 也將被傳輸） 8 HDOP 水平精度因子（ ） 9 海拔高度（ ） 10 地球橢球面相對(duì)大地水準(zhǔn)面的高度 11 差分時(shí)間（從最近一次接收到差分信號(hào) 開始的秒數(shù)，如果不是 差分定位 將為空） 12 差分站 ID 號(hào) 00001023 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 $GPRMC（ Remended Minimum Specific GPS/TRANSIT Data（ RMC）） 語句格式如下： $GPRMC,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12 1 UTC 時(shí)間， hhmmss（時(shí)分秒）格式 2 定位狀態(tài)， A=有 效定位， V=無效定位 3 緯度 （度分）格式（前面的 0也將被傳輸） 4 緯度半球 N（北半球）或 S（南半球） 5 經(jīng)度 （度分）格式（前面的 0也將被傳輸） 6 經(jīng)度半球 E（東經(jīng)）或 W（西經(jīng)） 7 地面速率（ ，前面的 0也將被傳輸） 8 地面航向（ ，以真北為參考基準(zhǔn)，前面的 0也將被傳輸） 9 UTC 日期， ddmmyy（日月年）格式 10 磁偏角（ ，前面的 0也將被傳輸） 11 磁偏角方向， E（東）或 W（西） 12 模式指示（僅 NMEA0183 ， A=自主定位， D=差分， E=估算，N=數(shù)據(jù)無效） 時(shí)鐘芯片 DS1302 DS1302 是 美國 DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、周、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為。其將通用的微處理器和 Flash 存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash 存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)成本。 第二章，給出了 GPS 高精度時(shí)鐘設(shè)計(jì)的主要芯片選型，詳細(xì)論述了 GPS 模塊的NEMA0183 協(xié)議，并以此協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)截取輸出。 目前，市場上基于 GPS的同步時(shí)鐘系統(tǒng)種類非常多，但擴(kuò)展的內(nèi)容和接口各有不 同，各個(gè)時(shí)鐘系統(tǒng)所用的中心處理模塊也各有特色。 在許許多多的精密研究中， 絕不允許時(shí)間上的過多偏差，為了提高時(shí)鐘的精確度，需要引入 GPS 信號(hào)， 每個(gè) GPS 衛(wèi)星上都有 23 個(gè)高精度的原子鐘，這幾塊原子鐘互為備份的同時(shí)，也互相糾正。 GPS時(shí)鐘具有工作穩(wěn)定、時(shí)間精度高、安全可靠、無需人工校時(shí)維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于廣播電視系統(tǒng)的時(shí)間授時(shí)、同步鎖定及車站、碼頭、機(jī)場、賓館及戶外廣場等場合的時(shí)間顯 示。 關(guān)鍵字： 高精度時(shí)鐘； GPS 接收模塊； AT89C52； LCD1602； DS1302 Abstract With the development of The Times, the accelerating rhythm of life ,people39。然而傳統(tǒng)的時(shí)間服務(wù)方式越來越難以滿足現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)實(shí)踐對(duì)時(shí)間的要求。 本文給出了從 GPS 模塊讀取的數(shù)據(jù)中截取時(shí)間數(shù)據(jù)并和單片機(jī)之間進(jìn)行傳輸顯示的流程圖及主要程序。LCD1602。 ?保密、抗干擾。隨著 GPS的發(fā)展，其授時(shí)功能已日益被人們所關(guān)注。后一種主要是通過單片機(jī)對(duì) GPS信號(hào)進(jìn)行采集，再轉(zhuǎn)換成約定的格式輸出給用戶。 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 第二章 GPS 高精度時(shí)鐘的硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)主要芯片選型 微處理器 AT89C52 AT89C52 是 51系列單片機(jī)的一個(gè)型號(hào)，它是 ATMEL 公司生產(chǎn)的。同時(shí)， 也負(fù)責(zé)地址信息（ 手機(jī) 號(hào)、網(wǎng)站地址）、文字信息（短訊文字、網(wǎng)站文字）、圖片信息的編譯。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。如果在傳送過程中 RST 置為低電平，則會(huì)終止此次 數(shù)據(jù)傳送 ， I/O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。 硬件設(shè)計(jì)總體思路 在整個(gè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)中，采用 AT89C52 作為主處理芯片。 將 GPS 接收模塊的 2 條信號(hào)線分別對(duì)應(yīng)接上 RXD、 TXD 端口進(jìn)行數(shù)據(jù)的通訊，用來接收時(shí)間信號(hào)并對(duì)時(shí)間信號(hào)進(jìn)行截取輸出，如下圖 所示連接。 X1 和 X2是振蕩源，外接 晶振。無源空接點(diǎn)輸出，即將同 步脈沖作為一開關(guān)量輸出，一般是使用一個(gè)光電三極管，從集電極輸出。 串行同步方式 串行同步方 式是時(shí)鐘以串行數(shù)據(jù)流的方式輸出時(shí)間信息 ,各種自動(dòng)裝置接收每秒一次的串行時(shí)間信息獲得時(shí)間同步。如果要提高對(duì)時(shí)精度，還需要再給出對(duì)時(shí)脈沖信號(hào)。所以本文認(rèn)為，在裝置硬件資源豐富的前提下可以考慮兩種方案同時(shí)結(jié)合使用，即是將脈沖校時(shí)和串口校時(shí)結(jié)合起來的綜合校時(shí)方案。顯示采用動(dòng)態(tài)顯示原理，每個(gè)時(shí)間狀態(tài)顯示停留一段時(shí)間，顯示完后程序跳轉(zhuǎn)到主函數(shù)以便接受下一秒的數(shù)據(jù)并將其顯示。可采用查詢方式：先讀入狀態(tài)字，再判斷忙標(biāo)志，最后寫命令字。 LCDEN=0。 blaflag=0。 //啟動(dòng)定時(shí)器 EA=1。1。 t=DIO。 CE=1。//CE為 1 允許讀寫操作 write_a_byte_to_ds1302(adder)。 LCDEN=1。 delay(10)。//寫數(shù)據(jù)操作 write_date(0x30+ge)。 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。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。 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。 sbit RW=P2^2。 /*DS1302*/ bit amt,altp。39。 //時(shí) unsigned char time_f[2]={}。39。 //0：結(jié)束模式， 1：命令模式， 2：數(shù)據(jù)模式 unsigned char buf_full。 tmp=P3^0。,39。 case 2: buf_full|=0x02。 default: if(mode==1){ //命令種類判斷 0：結(jié)束模式， 1：命令模式， 2：數(shù)據(jù)模式 cmd[byte_count]=tmp。G39。 } } else if(cmd[3]==39。 } else if(cmd[4]==39。){ //GPRMC 推薦定位信息 if(cmd[3]==39。 基于 GPS的高精度時(shí)鐘設(shè)計(jì) 28 speed_num=0。 case 5: //經(jīng)度方向處理 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 if(byte_count1){ JD_a=tmp。 /********************************************************************$GPGSV,3,1,12,16,65,013,43,06,48,143,03,42,167,23,39,323,49*74 1) 天空中收到訊號(hào)的衛(wèi)星總數(shù)。實(shí)際值。 } break。 case 4: //經(jīng)度處理 if(byte_count10){ JD[byte_count]=tmp。 seg_count=0。 } } } else if(cmd[2]==39。 seg_count=0。 byt