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GPS高精度的時(shí)鐘的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)
摘要：介紹采用GPS、OEM接收板來(lái)實(shí)現(xiàn)精密時(shí)鐘系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和方法，給出基本的硬件電路和軟件流程。關(guān)鍵詞：GPS GPS OEM 串口通信
1 概述
GPS（Global Positioning System）全球定位系統(tǒng)是利用美國(guó)的24顆GPS地址衛(wèi)星所發(fā)射的信號(hào)而建立的導(dǎo)航、定位、授時(shí)的系統(tǒng)。美國(guó)政府已承諾，在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，GPS系統(tǒng)將向全世界免費(fèi)開(kāi)放。目前，GPS系統(tǒng)廣泛地應(yīng)用在導(dǎo)航、大地測(cè)量、精確授時(shí)、車(chē)輛定位及防盜等領(lǐng)域。因此，開(kāi)展對(duì)GPS系統(tǒng)的研究和應(yīng)用，將極大地提高生產(chǎn)力，并產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。本文旨在通過(guò)利用GPS所提供的精確授時(shí)的功能，采用單片機(jī)技術(shù)，設(shè)計(jì)適合于需要精確授時(shí)的高精度時(shí)鐘系統(tǒng)。
GSU-16是日本光電（KODEN）公司生產(chǎn)的并行11通道GPS OEM接收板，由于采用了先進(jìn)半導(dǎo)體設(shè)計(jì)手段，它具有尺寸小、功耗低、性能穩(wěn)定、性?xún)r(jià)比高等優(yōu)良特性。利用它，可以方便、快速地開(kāi)發(fā)出各種GPS應(yīng)用系統(tǒng)。其主要性能指標(biāo)如下：
接收通道——11通道并行接收，可同時(shí)跟蹤11顆衛(wèi)星；
授時(shí)精度——小于400ns，無(wú)累計(jì)誤差；
數(shù)據(jù)更新時(shí)間——1s；
體積和重量——65mm×35mm，約重40g（含鋰電池）；
數(shù)據(jù)輸出格式——NMEA-0183 v2.0；RTCM-sc104 v2.0；
環(huán)境工作溫度——-30～+75℃；
正常工作參數(shù)——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(shí)提供12腳接口（J3）和5腳接口（J4）。本設(shè)計(jì)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(hào)信號(hào)名稱(chēng)功 能
1GND電源地2backup in備份電源輸入，3V時(shí)消耗2μA3SD1串行輸出4RD1串行輸入[1] [2] [3] [4]
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