GPS智能塔鐘控制系統的研究

由于GPS15XL-W輸出的是RS232電平，AT89C51單片機是CMOS電平，所以二者之間通信需要電平轉換。如圖3所示。

4 軟件設計
本系統軟件設計主要有兩部分：?jiǎn)纹瑱C控制時(shí)鐘走時(shí)及單片機接收GPS接收機時(shí)間信息進(jìn)行實(shí)時(shí)校時(shí)，前者較為簡(jiǎn)單此處不再贅述，僅對校時(shí)系統進(jìn)行介紹。
4．1 GPS同步校時(shí)方案選擇
GPS的校時(shí)可分為兩種類(lèi)型：脈沖中斷方式和串行通信接口方式。GPS本身提供的時(shí)間信息是非常精確的。但采用哪種方式對自動(dòng)保護裝置中的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片進(jìn)行授時(shí)，就成了保證時(shí)間精度的關(guān)鍵。本設計選擇串行通信方式可以滿(mǎn)足塔鐘基本要求。
串口通信方式是以串行數據流的方式輸出時(shí)間信息，各個(gè)自動(dòng)保護裝置接收每秒一次的串行時(shí)間信息來(lái)進(jìn)行校時(shí)。在此校時(shí)過(guò)程中，串口發(fā)送以及接受數據都是采用中斷方式，雙方的中斷處理程序都將占用CPU的時(shí)間，此外延時(shí)的大小還與雙方串口中斷優(yōu)先級的設置有關(guān)。另外，在串行通信方式中，數據是按照一定的波特率逐位傳輸的，因此總線(xiàn)傳輸也將有延時(shí)，該延時(shí)的大小與波特率以及傳輸的數據量均有關(guān)。在以上影響校時(shí)精度的各個(gè)因素中，只有傳輸延時(shí)是可以準確計算的，其他的只能作大致的估計，在將以上因素綜合考慮后，可以通過(guò)給時(shí)間信息一個(gè)修正值，來(lái)保證校時(shí)的精度。
4．2 獲取GPS標準時(shí)間信息
GPS20EM板采用NMEA20183通信標準格式，可以輸出多種句型，均以“$”開(kāi)頭。設計要提取的語(yǔ)句是“$GPRMC”，$GPRMC，1>，2>，3>，4>，5>，6>，7>，8>，9>，10>，11> 3 hh CR>，LF>。
軟件編譯窗口如圖4所示：

5 小結
在系統設計中，完成以下幾個(gè)部分：
(1)系統硬件設計，設計以可靠性和實(shí)用性為原則，選用器件在保證可用的基礎上，盡量使電路簡(jiǎn)化，在設計過(guò)程中，用實(shí)驗的方法完成了全部軟件與硬件配合的調試工作；
(2)接收模塊的軟件是用匯編語(yǔ)言完成的，它的功能是從GPS15XL-W中提取準確的時(shí)間信息；
(3)完成母鐘走時(shí)和顯示的功能；
(4)向伺服電機發(fā)送脈沖帶動(dòng)子鐘的走時(shí)功能。