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：單片機控制時鐘走時及單片機接收GPS接收機時間信息進行實時校時，前者較為簡單此處不再贅述，僅對校時系統進行介紹。
4．1 GPS同步校時方案選擇
GPS的校時可分為兩種類型：脈沖中斷方式和串行通信接口方式。GPS本身提供的時間信息是非常精確的。但采用哪種方式對自動保護裝置中的實時時鐘芯片進行授時，就成了保證時間精度的關鍵。本設計選擇串行通信方式可以滿足塔鐘基本要求。
串口通信方式是以串行數據流的方式輸出時間信息，各個自動保護裝置接收每秒一次的串行時間信息來進行校時。在此校時過程中，串口發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的時間，此外延時的大小還與雙方串口中斷優先級的設置有關。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，因此總線傳輸也將有延時，該延時的大小與波特率以及傳輸的數據量均有關。在以上影響校時精度的各個因素中，只有傳輸延時是可以準確計算的，其他的只能作大致的估計，在將以上因素綜合考慮后，可以通過給時間信息一個修正值，來保證校時的精度。
4．2 獲取GPS標準時間信息
GPS20EM板采用NMEA20183通信標準格式，可以輸出多種句型，均以“$”開頭。設計要提取的語句是“$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，完成以下幾個部分：
(1)系統硬件設計，設計以可靠性和實用性為原則，選用器件在保證可用的基礎上，盡量使電路簡化，在設計過程中，用實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言完成的，它的功能是從GPS15XL-W中提取準確的時間信息；
(3)完成母鐘走時和顯示的功能；
(4)向伺服電機發送脈沖帶動子鐘的走時功能。