GPS高精度的時鐘的設計和實現

摘要：介紹采用GPS、OEM接收板來實現精密時鐘系統的設計思路和方法，給出基本的硬件電路和軟件流程。

    關鍵詞：GPS GPS OEM 串口通信

1 概述

GPS（Global Positioning System）全球定位系統是利用美國的24顆GPS地址衛星所發射的信號而建立的導航、定位、授時的系統。美國政府已承諾，在今后相當長的一段時間內，GPS系統將向全世界免費開放。目前，GPS系統廣泛地應用在導航、大地測量、精確授時、車輛定位及防盜等領域。因此，開展對GPS系統的研究和應用，將極大地提高生產力，并產生巨大的經濟效益。本文旨在通過利用GPS所提供的精確授時的功能，采用單片機技術，設計適合于需要精確授時的高精度時鐘系統。

GSU-16是日本光電（KODEN）公司生產的并行11通道GPS OEM接收板，由于采用了先進半導體設計手段，它具有尺寸小、功耗低、性能穩定、性價比高等優良特性。利用它，可以方便、快速地開發出各種GPS應用系統。其主要性能指標如下：

接收通道——11通道并行接收，可同時跟蹤11顆衛星；

授時精度——小于400ns，無累計誤差；

數據更新時間——1s；

體積和重量——65mm×35mm，約重40g（含鋰電池）；

數據輸出格式——NMEA-0183 v2.0；RTCM-sc104 v2.0；

環境工作溫度——-30～+75℃；

正常工作參數——電壓5（1±0.05）V；電流100mA；功耗100mW。

2 GSU-16的硬件接口和軟件接口

（1）硬件接口

GSU-16同時提供12腳接口（J3）和5腳接口（J4）。本設計中采用5鏈接口J4，各引腳的功能如表1所列。

表1

接口編號信號名稱

功   能

1GND電源地2backup in備份電源輸入，3V時消耗2μA3SD1串行輸出4RD1串行輸入

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