基于ARM的GPS同步授時系統設計
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2 GPS同步授時系統硬件設計
GPS同步授時系統的硬件以STM32f103微控制器及其外圍部件為基礎，通過串口收發數據并控制GPS接收模塊，最終達到系統要求。
2．1 電源電路
電源電路是整個系統工作的基礎，電源的工作特性直接影響系統的穩定性。在電源的設計過程中著重考慮以下因素：1)輸入的電壓、電流；2)電源保護；3)輸出的電壓、電流和功率；4)電磁兼容和電磁干擾；5)體積限制等。由于STM32f103系列微處理器的高速、低消耗、低功耗等特性導致其噪聲容限低，對電源瞬態響應性、可靠性、時鐘穩定性等都提出了更高的要求。
授時系統的供電電源為計算機PCI插槽5 V供電，5 V電源通過AMS1117-3．3穩壓芯片將電壓轉換成3．3 V，給微控制器、GPS模塊、串口通訊電路、復位電路和其他外圍芯片供電。3 V備份電池可以保存模塊當前星歷。在模塊斷電兩小時內重啟模塊稱為熱啟動，此時模塊內已保存有星歷參數，所以無需下載星歷，可以快速得到UTC時間參數，首次獲得時間可以達到1 s以內。電源電路如圖2所示。本文引用地址：http://www.104case.com/article/150194.htm
2．2 NEO-5Q GPS接收電路
微控制器STM32f103rbt6的串行口RXD、TXD分別和NEO-5Q的TXD1、RXD1連接，并采用TTL電平串口通訊。微控制器的RXD負責接收從TXD1發來的GPS信息。而TXD在上電復位時的任務是向GPS接收模塊發送初始化命令，使其按預定的格式和頻率輸出時鐘信息。在初始化成功后TXD將不再向外發送任何命令，而是改變傳輸對象，轉而通過MAX3232給上位機發送時間信息。由此可見，在不同的時間段單片機的TXD引腳要與不同的單元通訊，承擔著不同的任務。既要在上電復位時給GPS接收模塊發初始化命令，又要在初始化完畢后向上位機發送時間信息。當GPS模塊被系統成功初始化后，將輸出GPS秒脈沖信號，在秒脈沖上升沿之后，串行口會輸出時間信息和相關的GPS狀態信息。因此，為了便于將國際標準時間轉化為北京時間，須使1PPS信號分為2路：一路作為微控制器的外部中斷源，提示微控制器準備接收GPS接收模塊輸出的各種信息，以實現時間信息的同步處理，并監測信號正常與否，另一路則直接作為同步信號。GPS信號接收電路如圖3所示。
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