基于GPS時鐘的打鈴儀設計
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本設計方案是利用GPS接收電路接收解調GPS信號，從中提取時間信號作為打鈴儀的時間基準。因GPS信號中的時間是由銫原子鐘產生的，時間精度極高，故而可使打鈴儀的計時精度很高，計時誤差遠小于1 s。GPS接收電路如圖2所示，由GPS天線和GPS模塊組成。
GPS天線將1 575．42 MHz的高頻信號接收下來，送往GPS模塊進行低噪聲放大、變頻轉換為中頻信號；中頻信號經采樣、量化后，轉換為數字中頻信號；數字中頻信號進入相關通道，經過處理后，解譯出導航電文；GPS模塊內微處理器接收導航電文數據，并進行相應處理后串行輸出定位、時間、速度等信息。
GPS模塊采用GS-312。該模塊內的基帶處理采用SiRF公司的Star III架構芯片組。該芯片組配備20萬個相關器，具有-159 dBm的接收靈敏度，且功耗低。該模塊的各個引腳功能如表1所列。
GS-312的8腳應當外接電池。如不接電池，當系統主電源斷電后重新上電時，GS-312為冷啟動，其初次接收GPS信號并成功輸出定位時間信息最長時間達42 s；若接上電池，當系統主電源斷電后重新上電時，GPS模塊為熱啟動，其初次接收GPS信號并成功輸出定位時間信息僅需1 s。
在某些使用場合，GPS天線與系統線路板之間距離較遠才能較好地接收到GPS信號，故而采用RS422標準進行較遠距離的GPS解調輸出信號的傳送。電路如圖2所示，在具體工程中將IC2和GPS模塊單獨制作成室外單元，通過八芯電纜與室內主電路的IC1及電源相連。RS422是EIA推薦的“平衡式電壓數字接口電路的電氣特性標準”。該標準是為改善RS-232C且與RS-232C兼容而制定的。它的特點是采用平衡傳送，差分接收方式。其中發送接收一個信號均用兩條線，而完全不使用信號地，且數據傳送更遠，抗干擾能力更強。Maxim公司的MAX488收發器芯片滿足RS-232、RS-422、RS-485通信標準，該芯片內含有1個驅動器和1個接收器，同時具有低功耗、單+5 V供電、驅動器過載保護、無需外接元件等特點，其共模輸入電壓范圍為-7～+12 V，因而應用廣泛。MAX488的引腳功能如表2所列。
MAX488通過傳輸線驅動器把邏輯電平轉換為電位差信號以完成初始端的信息傳送，而通過傳輸線接收器把電位差轉換為邏輯電平實現終端的信息接收，該傳輸形式能提高系統的抗干擾能力以及傳輸距離。圖2中IC1的驅動器反相輸出端(6Z)和非反相輸出端(5Y)接到IC2接收器反相輸入端(7B)和非反相輸入端(8A)，而把IC1的接收器反相輸入端(7B)和非反相輸入端(8A)接到IC2的驅動器反相輸出端(6Z)和非反相輸出端(5Y)，從而構成一個較遠距離的全雙工通信。該電路的通信速率最高可達0．25 Mbps，經實驗可靠通信距離可達20 m以上。
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