基于GPS15xL-W塔鐘控制系統的研究

3 軟件設計
系統軟件設計采用模塊式，設計包括：初始化模塊，串口中斷接收模塊，數據處理模塊，顯示模塊，鍵盤處理模塊，走時模塊。圖5為主程序流程圖。系統初始化模塊包括串口初始化、液晶顯示初始化。串行中斷接收GPS_OEM板的“$ GPRMC”語句。每當正確接收到“$ GPR MC”語句就更新一次顯示，同時送出塔鐘走時的控制信號。

單片機上電復位，通過串行接口RXD與GPS15XL-W接收機通訊，獲取衛星數據；另一方面步進電機的指針快速走時，若查詢到按鍵1按下，則此時的位置為塔鐘的走時基準點。若查詢到按鍵2按下，則指針快速走到當前時刻，繼而正常走時。單片機通過P1口與塔鐘控制系統通訊實現塔鐘校時。單片機接收GPS接收機發來的數據信息，從中篩選出所需要的時間信息。傳送時間信息的指令是$GPRMC，是命令頭，其ASCII碼是24，47，50，52，4D，43，2C。緊隨命令頭的是UTC時間，hhmmss(時分秒)格式。
此外，單片機接收到的時間數據為UTC時間(格林威治時間)，UTC時間與世界各地的時間有時差，例如，UTC時間比北京時間晚8 h，因此，將接收到的UTC時間加上8 h，即為北京時間。在對小時加8的時候，要注意對日期的影響，因為日期涉及到閏年等問題。
步進電機每獲得一個脈沖指針轉過1．8°，但是塔鐘轉盤一圈360°，秒針走過一小格，即6°，但是連續給步進電機三個脈沖，指針只能走5．4°，因此，為了減小誤差，給步進電機發送脈沖的時序為3—4—3，即單片機按三個脈沖、四個脈沖和三個脈沖給步進電機發送脈沖，塔鐘指針走過5．4°、7．2°和5．4°，照此循環發送，所以每三秒鐘就可以消除指針轉動的誤差。
因此，在軟件設計中，首先判斷當前的時刻的秒值與三相除所得余數，余數為0和2，則發送3個脈沖，若余數為1，則發送4個脈沖，以此類推。秒針每轉過一圈為一分，即分針走過一小格；分針每轉過一圈為一小時，即帶動時針走一大格。塔鐘按上述情況走時。GPS時間信息每秒鐘校正一次塔鐘走時，從而保證塔鐘走時的高精度。

4 結論
因采用了GPS作為塔鐘走時的標準時鐘源，解決了塔鐘走時不準確的問題，控制系統硬件設計簡單，抗干擾性強，系統運行穩定可靠，具有很好的實用性。