PIC18F8520的GPS精準時(shí)鐘實(shí)現

軟件實(shí)現
軟件由主程序和中斷子程序組成，在MPLAB IDE v8.53環(huán)境下，采用MPLAB C18編譯器，用C語(yǔ)言編程實(shí)現。

在主程序中進(jìn)行系統的初始化、數據處理、LCD顯示，GPS數據的接收則通過(guò)串口中斷實(shí)現，每收到一條完整的NMEA語(yǔ)句，就設定一個(gè)標志，在主程序中通過(guò)查詢(xún)該標志進(jìn)行UTC時(shí)間的提取以及轉換成北京時(shí)間，再通過(guò)LCD顯示。由于將復雜的數據處理放到主程序中，這樣就可以使中斷程序盡量簡(jiǎn)短，在發(fā)生其他中斷時(shí)，單片機可以及時(shí)做出響應，提高了系統的實(shí)時(shí)性。流程圖如圖4所示。

圖4 流程圖

由于GPS模塊輸出的時(shí)間為UTC時(shí)間，根據習慣，需轉換成本地時(shí)間（北京時(shí)間），這項工作在主程序中完成。根據本地時(shí)間=UTC時(shí)間+時(shí)區值，而北京位于第8時(shí)區，時(shí)區值為+8，故北京時(shí)間=UTC時(shí)間+8。在轉換過(guò)程中，須對16:00:00—23:59:59 UTC時(shí)間作相應的處理，+8后判斷小時(shí)是否大于24，若大于，則減去24，同時(shí)日期+1，另外，還涉及到閏年、大月、小月的處理。

中斷服務(wù)程序流程圖中，串口接收數據時(shí)判斷字頭，只判斷了“$”一個(gè)字符，這是因為之前已通過(guò)SNSRCFG軟件將GPS15XL設置為只輸出GPRMC一條NMEA語(yǔ)句。

調試及運行
首先，對GPS15XL進(jìn)行初始化。將GPS15XL通過(guò)串口與PC連接好，給GPS15XL上電，用軟件SNSRCFG設置初始化信息，波特率設為9600，只輸出一條GPRMC語(yǔ)句（要獲取UTC日期和時(shí)間，一條GPRMC語(yǔ)句就足夠了），將這些信息寫(xiě)入OEM板內的永久性存儲器中，下次上電時(shí)將會(huì )自動(dòng)生效。

然后，通過(guò)電路板上預留的ICSP接口，利用PIC16-MCD2編程器將編譯好的程序寫(xiě)入單片機。編程時(shí)不給電路板供電，單片機通過(guò)MCD2供電，須注意電路板上跳線(xiàn)的設置。

最后，將GPS15XL與電路板連接。給電路板和GPS15XL上電，授時(shí)接收系統進(jìn)入正常工作狀態(tài)，單片機通過(guò)RS-232串行方式接收GPS15XL的衛星數據，獲取準確的時(shí)間信息，并轉換成北京時(shí)間，通過(guò)LCD顯示。
注意：使用時(shí)，GPS授時(shí)天線(xiàn)一定要放在開(kāi)闊的室外，否則接收不到衛星信號，也就無(wú)法獲取UTC時(shí)間信息。

結語(yǔ)
本文利用PIC18F8520提取GPS高精度時(shí)鐘，并在LCD上顯示，所實(shí)現的時(shí)鐘系統是配電線(xiàn)路故障遠程監測及定位系統項目的一部分，經(jīng)測試，該設計運行穩定，能夠為整個(gè)系統提供精確的時(shí)間信息，具有較高的可靠性、準確性和實(shí)用性。