gps授时_gps时钟同步_gps 时间精度(2)

2．3 GPS OEM板精确时间的提取及应用

秒脉冲是一电平信号，且其上升沿对应着一精确的UTC时刻。因此，可用此电平信号的上升沿对其他设备(如单片机、计算机等)进行控制或触发，这样，即可记录下秒脉冲上升沿到来的准确时刻，再从RS-232接口传输的GPRMC语句获取UTC时刻，经计算处理即可求得设备的精确时钟差，从而得到精确的UTC时刻，实现GPS的精确授时。

用计时型单片机与GPS 0EM接收板组合，对OEM板的lPPs输出进行整形，用其来控制单片机的中断和软件计数脉冲，再把0EM板RS232口输出的数据送到单片机的串口输入端，为单片机提供1PIPS对应的UTC时刻值，其授时精度最高可以达10-6s以上。而且单片机具有精度高、可靠性高、体积小等优点。用秒脉冲结合RS-232输出的时间数据进行授时，这种方法需接收二种信号，即秒脉冲的电平信号（+3V)和RS-232格式中的UTC信号。而电平信号与RS-232格式信号不一致，因此，需分两个端口分别接收。在本次设计中，采用AT89S51型单片机接收RS-232时间数据，每秒更新一次。对应的UTC秒脉冲上升沿控制触发另一C8051F021型单片机同时采集3相电压和电流信号，然后将采集的信号和AT89S51型单片机存储的对应时标数据送到上位机进行下一步分析。

2．4 GPS授时系统的硬件组成

GPS卫星时钟接收机由GPS接收天线(5MHz，3V)、GPS OEM接收板(GARMIN公司的GPSl5 L)、ADM202E、单片机(AT89S51)、锁存器(74LS574)、双口RAM(CY7C13l的容量为1K)组成。硬件结构如图3所示。

由于AT89S5l型单片机的输出为0V～5V的_TTL电平，而OEM板配置的是RS-232标准串行接口，二者的性能规范不一致，不能直接进行通信。为使1TTL电平与RS-232标准协调，采用一种双路发送／接收集成电路(ADM202E)。该电路的功耗低，只需单电源（+5V）供电，片内具有两套电压提升器构成的4倍电压变换器，能产生+10V和-10V电压，这样就使单片机和0EM板之间的电压完全匹配。

在AT89S51型单片机系统中．当对外部数据存储器进行读写操作即执行MOVX@DPTR，A（累加器A中数据送片外数据存储器），MOVX A，@DPTR(片外数据存储器中数据送累加器A1指令时，DPTR的低8位地址在锁存信号ALE的下降沿被锁存在地址锁存器中。高8位地址直接送到目标．然后8位数据直接送往目标器件。

双端口。RAM最重要的特点是每个器件有2组数据总线、地址总线及控制总线。gps授时只要不是同时访问同一个存储单元，就允许2个端口同时对片内任何存储单元进行独立的读，写操作而互不干扰；如果2个端口同时访问同一个存储单元．则由片内的仲裁逻辑决定访问哪个端口。

在硬件设计中，经常需要2个设备有权访问同一块存储区，如果使用常规的单端口存储器，那么当某一个设备正在访问时．别的设备则无法访问．严重降低了工作效率．而且不论是采用HOLD信号使某一设备“挂起”的方法．还是采用二套总线二选一的方法，都给逻辑电路的设计增添了负担。相比之下，使用双端口RAM的好处至少有二点：首先，可将2个设备的总线与双端口RAM的2个端口分别相连，逻辑设计简洁明了；其次．只要安排得当，双口RAM无冲突地为2个端口服务，则可使访问效率比常规单端口RAM提高l倍。

2．5 GPS授时系统的软件设计

系统软件主要分为初始化、GPS数据接收存储、数据传送子程序3部分。软件流程如图4所示。

首先将GPS OEM接收板通过串口与PC连接好，接通主电源和备用电源，用自带的接收软件SNSRCFG设置初始化信息，只输出一条GPRMC语句，保证每秒接收存储时间信息的精度；然后转化为NMEA格式，连接上传，则初始化信息就自动将被保存在板内的永久性存储器中，下次上电时将会自动生效。如需更改则要再次修改参数和再次上传。

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