【正文】 e_count=0。G39。 } mode=0。: switch(cmd_number){ case 1: buf_full|=0x01。 //接收位數清空 break。 volatile unsigned char high_num,speed_num。 //位數計數器 unsigned char cmd_number。 //使用的衛(wèi)星數 unsigned char total_sat[3]={}。 //月 unsigned char date_d[2]={}。 //GPS 數據存儲數組 unsigned char JD[10]={}。 bit blaflag。 sbit BLA=P2^4。韓老師為我創(chuàng)造了良好的學習和鍛煉的環(huán)境，使我各方面的能力都有了長足的進步；韓老師對于我設計的指導，思維上的啟迪，都將成為今后工作、學習的寶貴精神財富。 在科技飛速發(fā)展的今天，人們對各類產品的性能要求也是日益提高，對時間的精確度也不例外。同樣，向串口循環(huán)發(fā)送任一數據，亦可通過示波器觀察到此信號。//寫地址操作， 0x80 為第一行 write_(0x80+0x40+add)。 delay(10)。//RS 為 0 時是地址操作 LCDEN=0。//返回數據 } //向 DS1302 某地址寫入數據 void write_ds1302(uchar adder,uchar dat) 浙江理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 19 { SCLK=0。 CE=0。i8。i8。//波特率 9600 設定 TL1 = 0xFd。 altp=0。這個逗號計數器的作用就是在 已獲得的（確定頭部）數據中截取所需的一部分。如下圖 所示為讀入狀態(tài)字流程圖。也可采用循環(huán)方式接收時間信息。 IRIGB TTL 直流電平碼的分辨率為 10ms，不加調制解調，使用方便，但只適于近距離傳輸。使用串行口方式對時，比脈沖對時方式復雜。 有時在沒有收到衛(wèi)星信號或導航解無效的情況下 (即沒有收到 UTC的校正數據 )， OEM板通過開發(fā)工具板也能向外發(fā)送秒脈沖，但此時秒脈沖為 GPS OEM 內部未改正鐘差、鐘漂的原始時鐘的時間，其上升沿的時刻不準確、不穩(wěn)定，誤差較大，無實用價值。有源 TTL 電平輸出，即每隔一定的時間間隔產生一個 TTL 電平脈沖，或正脈沖或負脈沖，脈沖的寬度和占空比可以不同。 電路連接如下圖 28所示， 4個上拉電阻可以保證在沒有按鍵輸入時，進入單片機四個 I/O 口的按鍵狀態(tài)均為高電平，防止干擾產生；當有按鍵按下時，相應的端口線狀態(tài)轉為低電平。 圖 高精度 GPS 時鐘系統(tǒng)的框架簡圖 基于 GPS的高精度時鐘設計 8 硬件電路設計 系統(tǒng)的整體硬件電路圖如下圖 所示： 圖 系統(tǒng)的整體硬件電路圖 GPS 接受模塊和單片機的連接 單片機上的 和 管腳除了作為普通的 IO 口外，還有另外的用途。 液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內容豐富 、不需要外加驅動電 路 等 優(yōu) 點 ， 是單片機應用設計中最常用的顯示器件 ，下圖 LCD1602的引腳圖 。 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)數據傳送的方法。 DS1302是 DS1202的升級產品，與 DS1202兼容，但增加了主電源 /后備電源雙電源引腳，同時提 供了對后備電源進行涓細電流充電的能力 ,下圖 DS1302的引腳圖 。 所謂的基帶芯片就是用來合成即將發(fā)射的 基帶信號 ，或對接收到的基帶信號進行解碼。 第五章，描述了本系統(tǒng)在設計和實現(xiàn)過程中出現(xiàn)的問題及調試過程。前者是基于 FPGA實現(xiàn)的， FPGA能夠用硬件實現(xiàn)各功能模塊并行執(zhí)行，其速度遠遠超過單片機。本系統(tǒng)采用 AT89C52 作為主控制器，為了防止 GPS 無信號或者信號弱照成無數據輸出，附加了時鐘芯片 DS1302 充當第二時鐘源，加入按鍵電 路用來設定時間值以及鬧鐘值，顯示方面采用 LCD1602 顯示時間。 ?定位精度高。GPS receiver module。本設計利用 Atmel 公司的 AT89S52 單片機對電子時鐘進行開發(fā)，設計了實現(xiàn)所需功能的硬件電路，應用 C 語言進行軟件編程，并用實驗板進行演示、驗證。 由于單片機價格的低成本、高性能，在自動控制產品中得到了廣泛的應用。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。 GPS能為用戶提供連續(xù)、實時的位置、三維速度和精密時間。 本次設計的任務是 在查閱國內資料的基礎上了解 GPS 的原理和功能，了解單片機的原理和軟件編程方法，設計單片機最小系統(tǒng)、鍵盤電路、顯示電路、鬧鐘電路。從處理器上大體可分為兩大類型，一種是 FPGA型，一種是單片機型。 第四章，給出了在 GPS 無信號或信號強度太弱時采用時鐘芯片 DS1302 進行計時并用 LCD1602 顯示的主要程序。 圖 AT89C52 的最小系統(tǒng) 基于 GPS的高精度時鐘設計 4 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，并加上相關外圍電路而組成的一個集成電路。 DS1302內部有一個 31 8的用于臨時性存放數據的 RAM 寄存器 。 RST 是復位 /片選線 ，通過把 RST 輸入驅動置高電平來啟動所有的 數據傳送 。 圖 DS1302 的控制字節(jié) 顯示模塊 LCD1602 LCD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 漢字。在鍵盤模塊中添加上拉電阻，上拉電阻可以保證在沒有按鍵輸入時，進入單片機四個 I/O 口的按鍵狀態(tài)均為高電平，防止干擾產生；當有按鍵按下時，相應的端口線狀態(tài)轉為低電平，總體框架如下圖 所示。其中 KEY1 為設置時間值， KEY2 為設定值上升鍵，用 KEY3 為設定值減小鍵， KEY4 是設定鬧鐘值。 根據脈沖輸出接口的不同，同步脈沖分為有源 TTL 電平輸出、無源空接點輸出、固態(tài)繼電器輸出等。 OEM 板先為用戶提供秒脈沖，再提供與該秒脈沖相對應的 UTC 標準時間。自動裝置在接收到對時信號后，通過軟件校正內部時鐘。起始位的上升沿即為同步時刻。然后 0EM板將輸出相應格式的數據，單片機對接收的信息進行判浙江理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 13 斷，如果是“ $GPGGA” ,則接收下面的 6個 ASCII碼并存儲在單片機的 RAM里；如果不是“ $GPGGA”，則繼續(xù)判斷，直到是“ $GPGGA”。同時可以保持一段時間，從而實現(xiàn)讀狀態(tài)字的功能。 因為 GPS 接收端的數據傳輸是類似于網絡中帶有包頭的數據包傳輸，所以要對其數據進行包頭判斷，在確定下數據頭之后，還需要有一個逗號計數器。//顯示清屏 } void init()//總初始化 { Initial_LCD1602()。//串行口控制寄存器 TH1 = 0xFd。 for(i=0。 for(i=0。//返回一個十進制數 } //從 DS1302 指定位置讀數據 uchar read_data(uchar addr) { uchar dat。 return dat。//通過單片機 P1 口和 1602 連接 RS=0。//RS 為 0 時是數據操作 LCDEN=0。//取出 data 數據的個位數 //write_(0x80+add)。編程使得某引腳（如 循）環(huán)取反，可通過示波器觀察到此引腳一定頻率的方波信號。隨著科技的進步，目前還有一種手段，就是 通過 GPS 或其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)的信號馴服晶振，從而實現(xiàn)高精度的頻率和時間信號輸出，是目前達到 高 授時精度和 高 穩(wěn)定度的最有效方式 ，既 GPS 時鐘 。本論文的選題和撰寫都是在韓老師的指導下完成的。 sbit DQ=P1^7。 sbit s4=P0^3。 char alshi,alfen,alarm。 //年 unsigned char date_m[2]={}。 //方位角 unsigned char use_sat[3]={}。 //逗號計數器 unsigned char byte_count。 //刷新次數計數器 unsigned char time_count。 //接收命令模式 byte_count=0。*39。 //GPRMC 浙江理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 27 break。){ if(cmd[2]==39。 seg_count=0。 mode=2。 byte_count=0。 mode=2。 } break。 high_num++。 6) 衛(wèi)星方位角， OOO 至 359 度。 2) 定位的衛(wèi)星總數。 } break。 } } } } } } } else if(mode==2){ //接收數據處理 switch (cmd_number){ /******************************************************************** $GPGGA,N,E,1,05,M,M,0000*77 1 UTC 時間， hhmmss（時分秒）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 經度 （度分）格式（前面的 0 也將被傳輸） 5 經度半球 E（東經）或 W（西經） 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)星數量（ 00~12）（前面的 0 也將被傳輸） 8 HDOP 水平精度因子（ ~） 9 海拔高度（ ~） 10 地球橢球面相對大地水準面的高度 11 差分時間（從最近一次接收到差分信號開始的秒數，如果不是差分定位將為空） 12 差分站 ID 號 0000~1023（前面的 0 也將被傳輸，如果不是差分定位將為空） ********************************************************************/ case 1: //類型 1 數據接收。M39。A39。S39。){ if(cmd[4]==39。 //接收字符放入類型緩存 if(byte_count=4){ //如果類型數據接收完畢，判斷類型 if(cmd[0]==39。 //GPGSV break。: seg_count++。 switch(tmp){ case 39。 //1：整句接收完成，相 應數據有效。 //定位標志 V 未定位 A 已定位 unsigned char dingwei=39。 //分 unsigned char time_m[2]={}。 //經度方向 unsigned char WD[9]={}。 uint ytemp,year。 浙江理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 25 sbit LCDEN=P2^3。 最后，還要感謝和我一樣即將畢業(yè)的同班同學；感謝大學四年的同寢室室友；感謝那些沒有提及姓名，但也同樣給予我?guī)椭睦蠋?、同學和朋友！ 戴程遠 20xx 年 4 月 27 日 基于 GPS的高精度時鐘設計 24 附錄 GPS 時鐘程序 include include //include define uchar unsigned char define uint unsigned int /* DS1302 */ //寄存器宏定義 define WRITE_SECOND 0x80 define WRITE_MIN