【正文】 } break。 byte_count=0。 byte_count=0。){ if(cmd[3]==39。 //GPGGA break。 /******************************************* 函數(shù)名稱 : Get_Data 功 能 : GPS 報文解碼 參 數(shù) : 無 返回值 : 無 /********************************************/ void Get_Data(void) { uchar tmp。 //天空中總衛(wèi)星數(shù) unsigned char DW=39。 //經(jīng)度 unsigned char JD_a=39。 sbit RS=P2^1。有時候時間上僅僅是一點(diǎn)點(diǎn)的差別，也會造成巨大的損失。//寫地址操作， 0xC0 為第二行 write_date(0x30+shi)。 delay(10)。 SCLK=0。i++)//一個字節(jié) 8位 { DIO=dattamp。//給各標(biāo)志位附初值 BLA=0。 圖 讀入狀態(tài)字流程圖 寫命令操作 由表 可知當(dāng) RS=0， R/W=0 時，才 可以通過單片機(jī)或用戶指令把數(shù)據(jù)即命令，寫到 LCD 模塊，此時就對 LCD 進(jìn)行調(diào)制。 1kHZ 正弦波調(diào)制碼的分辨率為 1ms，適合遠(yuǎn)距離傳輸，這種正弦波調(diào)制碼一般通過音頻傳輸線路來傳輸數(shù)據(jù)。僅在取得正確導(dǎo)航解時才可以用 UTC 時間對 GPS OEM 內(nèi)部時間進(jìn)行校正 ,輸出精確時間。 R5R6R7R8+ 5 VK E Y 1K E Y 2K E Y 3K E Y 4P 0 . 0P 0 . 1P 0 . 2P 0 . 3 圖 按鍵模塊和單片機(jī)的連接 時鐘芯片 DS1302 和單片機(jī)的連接 DS1302 與 CPU 的連接需要三條線，即 SCLK、 I/O、 RST，分別連接單片機(jī)的 3 個端口 、 、 (下圖 )，用來對 DS1302 的命令字的讀寫和數(shù)據(jù)的讀寫。 圖 LCD1602的引腳圖 LCD1602 其引腳功能如下： RS：數(shù)據(jù)和指令選擇控制端， RS=0 命令狀態(tài)； RS=1 數(shù)據(jù)； R/W： 讀寫控制線， R/W=0 寫操作； R/W=1 讀操作； A： 背光控制正電源； 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 K： 背光控制地； E： 數(shù)據(jù)讀寫操作控制位， E 線向 LCD 模塊發(fā)送一個脈沖， LCD 模塊和單片機(jī)間將進(jìn)行一次數(shù)據(jù)交換； DB0DB7：數(shù)據(jù)線，可用 8 位連接，也可只用高 4 位連接，節(jié)約單片機(jī)源； VDD： 電源端； VEE： 亮 度控制端（ 15V）； VSS： 接地端。 圖 DS1302 的引腳圖 DS1302 的引腳中 Vcc1 為后備電源， Vcc2 為主電源。 第六章，對全文 進(jìn)行系統(tǒng)的總結(jié)，并對 GPS 時鐘的研究應(yīng)用進(jìn)行展望。 基于 GPS的高精度時鐘設(shè)計 2 國內(nèi)外研究以及趨勢 傳統(tǒng)的時間服務(wù)方式越來越難以滿足現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)實踐對時間的要求。AT89C52。在 GPS 的高速發(fā)展下，其授時功能已日益被人們所關(guān)注 [1]。 GPS性能特點(diǎn)： ?可以全球全天候工作?？傮w上說各種 GPS同步時時鐘的差別主要在于其時間的精準(zhǔn)度、提供給用戶的接口及輸出信息。下圖 為 AT89C52 的最小系統(tǒng) [4]。X1 和 X2 是振蕩源，外接 晶振。 系統(tǒng)采用 LCD1602 進(jìn)行輸出顯示， 1602 中數(shù)據(jù)總線 DB07 對應(yīng)單片機(jī)中的 P1 口 ， 3條控制線分別接另外 3個單片機(jī)端口，其他對應(yīng)接上電源和地。同步脈沖的周期、頻率、電平、脈寬、脈沖的正負(fù)、上升和下降時間、同步的時刻等均可能有所變化。時間信息格式一般是 由幀頭、時、分、秒、日、月、年及結(jié)束符組成。給 OEM板發(fā)送一條指令，使其發(fā)送的 0183數(shù)據(jù)格式為“ $GPGGA” ,該指令預(yù)先存在數(shù)據(jù)存儲器里，用循環(huán)方式順次從 程序存儲器里取出數(shù)據(jù)就可循環(huán)發(fā)送。如果沒有 GPS 信息，為了防止時間停滯，采用 DS1302 計時。//電源控制寄存器設(shè)置 SCON = 0x50。//位移操作 } } //向 DS1302 讀取一個字節(jié) uchar get_a_byte_from_ds1302() { uchar i,b,t。 CE=0。//通過單片機(jī) P1 口和 1602 連接 RS=1。 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。 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。 sbit s3=P0^2。 //緯度方向 unsigned char date_y[2]={}。 //串口中斷需要的變量 unsigned char seg_count。 //命令類型清空 mode=1。 case 4: buf_full|=0x08。 mode=2。 seg_count=0。 case 3: //緯度方向處理 if(byte_count1){ WD_a=tmp。 5) 衛(wèi)星仰角， OO 至 90 度。 case 7: //定位使用的衛(wèi)星數(shù) if(byte_count2){ use_sat[byte_count]=tmp。){ if(cmd[4]==39。){ if(cmd[4]==39。G39。 //逗號計數(shù)加 1 byte_count=0。 0：緩存數(shù)據(jù)無效。 //秒 unsigned char speed[7]={}。 uchar num1,num4,s1num,s2num,s3num,s4num,wday,mday,month,flag,alflag。 sbit DIO=P3^7。時鐘準(zhǔn)不準(zhǔn)靠的是我們常說的晶振， 大多數(shù) 是石英晶體諧振器，標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是 （除高精度原子鐘外）。 } void write(uchar add,uchar date)//數(shù)據(jù)寫入并顯示操作 { uchar shi,ge。//向 DS1302 寫數(shù)據(jù) SCLK=0。//位或操作 SCLK=1。//中斷允許控制寄存器 } 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 按鍵檢測流程 按鍵檢測流程圖如下圖 所示。//寫指令顯示模式設(shè)置 write_(0x0c)。 初始化 發(fā)送字節(jié) 發(fā)送完否 接受字符 循環(huán)判斷是否為 $GPGGA 字符 循環(huán) 6 次接收數(shù)據(jù)并存取 是否 24 指向儲存單元 左邊開始取數(shù)據(jù) 送出一位顯示 延時 指向下一個單元 讀完 6 位 位控信號右移一位 N 圖 授時程序流程圖 N N Y Y 基于 GPS的高精度時鐘設(shè)計 14 LCD1602 的顯示操作 LCD 有四種基本操作，具體如表 所示。目前電力系統(tǒng)中的許多進(jìn)口裝置均使用 IRIGB 時間碼獲取時間信息，因此 IRIGB碼制串行輸出也應(yīng)作為 GPS 同步時鐘輸出的一種可選形式。 1PPS(秒脈沖，即： pulse per second 脈沖 /秒 )輸出，是一個電平信號，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)時間很短，一般在毫秒量級上，其電平信號為 +5V，持續(xù)時間為毫秒級，低電平 (也有較少數(shù)為高電平的 )表示沒有信號輸出。 圖 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 液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高 。只有在 SCLK 為低電平時，才能將 RST置為高電平。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)就是所需要的時間數(shù)據(jù)，利于單片機(jī)對時間信息的接 收處理 ,因此本接收機(jī)授時系統(tǒng)采用“ $GPGGA” “ $GPRMC”格式輸出時間數(shù)據(jù) [7]。 論文結(jié)構(gòu) 第一章，詳細(xì)論述了 GPS 高精度時鐘的優(yōu)越性，同時探討了 GPS 的應(yīng)用前景，進(jìn)而提出了本論文的研究任務(wù)。用戶接收機(jī)為了解擴(kuò)頻接收信號，必須產(chǎn)生與信號中擴(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。 最后，本文描述了 GPS 高精度時鐘在設(shè)計和實現(xiàn)過程中 可能出現(xiàn)的問題及其調(diào)試過程，并對該模塊實際應(yīng)用上的展望。考慮到接受 GPS 信號的問題上，本系統(tǒng)將加入一個 DS1302時鐘芯片用來解決 GPS 信號中斷或者信號強(qiáng)度太低導(dǎo)致讀取不到數(shù)據(jù)的問題。 GPS衛(wèi)星發(fā)射的 P碼 [精測碼 ]擴(kuò)頻信號，比高靈敏度接收機(jī)所能接收的最低信號電平還低幾十個分貝。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種系統(tǒng)的精確度，使其誤差相對比較 大。 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。上電運(yùn)行時，在 Vcc 之前， RST 必須保持低電平。 圖 GPS 接收端和 AT89C52 的連接 AT89C52 GPS 接收模塊 VCC GROUND 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 LCD1602 和單片機(jī)的連接 1602 中數(shù)據(jù)總線 DB07 對應(yīng)單片機(jī)中的 P1 口， 3條控制線分別接另外 3個單片機(jī)端口，其他對應(yīng)接上電源和地 (下圖 )?？筛鶕?jù)應(yīng)用要求，在同步時鐘到來時，三極管由導(dǎo)通變截止，或由截止變導(dǎo)通。 （ 2） IRIGB碼串行輸出 IRIGB 是美國最先采用的一種國際時間碼標(biāo)準(zhǔn)。下圖 為授時程序流程圖。 write_(0x38)。 //開中斷 IE=0x90。 b|=t7。//向 DS1302 寫地址操作 write_a_byte_to_ds1302(dat)。 LCDEN=0。 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 第五章 總結(jié) 一個 時鐘最重要的也是最基本的功能 應(yīng)該 是準(zhǔn)確度 ， 如果一個時鐘不準(zhǔn)，誤差大，那么外表再漂亮也僅僅是一個裝飾物，不具有太大的使用價值。 最后，還要感謝和我一樣即將畢業(yè)的同班同學(xué)；感謝大學(xué)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(xué)和朋友！ 戴程遠(yuǎn) 20xx 年 4 月 27 日 基于 GPS的高精度時鐘設(shè)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_MINUTE 0x82 define WRITE_HOUR 0x84 define WRITE_MDAY 0x86 define WRITE_MONTH 0x88 define WRITE_WDAY 0x8A define WRITE_YEAR 0x8C define WRITE_ALM