作者：樊宇 程全 張治國(guó)

    1 引言

    gps是global positioning system的簡(jiǎn)稱，是利用導(dǎo)航衛(wèi)星進(jìn)行測(cè)時(shí)和測(cè)距的全球定位系統(tǒng)。它具有精度高、全天候和全球覆蓋能力。將gps應(yīng)用于時(shí)鐘倒計(jì)時(shí)系統(tǒng)中能實(shí)現(xiàn)高精度時(shí)間顯示功能�；趃ps的高精度、倒計(jì)時(shí)牌是衛(wèi)星測(cè)時(shí)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及通信技術(shù)三者的有機(jī)結(jié)合。從功能模塊上看，整個(gè)系統(tǒng)分為gps測(cè)時(shí)接收系統(tǒng)和時(shí)鐘顯示系統(tǒng)。它主要完成以下功能：

    定時(shí)接收gps衛(wèi)星發(fā)送的數(shù)據(jù)并進(jìn)行識(shí)別和緩存；

    對(duì)gps測(cè)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，以使編碼格式適于接收；

    在給定時(shí)間內(nèi)刷新ds12c887型時(shí)鐘的時(shí)間；

    讀ds12c887時(shí)間，進(jìn)行倒計(jì)時(shí)換算并顯示。

    2 硬件設(shè)計(jì)

    基于gps的高精度倒計(jì)時(shí)牌的硬件結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，包括控制模塊和顯示模塊，如圖1所示。

    2.1 控制模塊

    89c51型單片機(jī)是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，完成對(duì)串行口控制器的初始化和數(shù)據(jù)讀寫，還要對(duì)接收的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別、轉(zhuǎn)儲(chǔ)及顯示。

    由于日本光電公司gsv－15型oem gps接收板傳輸?shù)臄?shù)據(jù)以串行方式輸出一幀10位、波特率為4800bit，mcs－51型單片機(jī)串口輸入輸出格式匹配，所以利用單片機(jī)串行口直接從oem接收數(shù)據(jù)。

    ds12c887具有提供較高精度年、月、日、時(shí)、分、秒時(shí)間的功能，對(duì)其校準(zhǔn)后，在掉電情況下，10年之內(nèi)仍能準(zhǔn)確的進(jìn)行計(jì)時(shí)，并且能與單片機(jī)直接相連。

    2.2 顯示模塊

    本系統(tǒng)利用74hc595實(shí)現(xiàn)串行方式控制數(shù)碼管顯示，占用口線少，硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。74hc595型串/并轉(zhuǎn)換移位寄存器具有鎖存和3態(tài)輸出功能。14腳（ser）為串行輸入端；12腳（rclr）為移位時(shí)鐘端，上升沿將14腳數(shù)據(jù)移入寄存器；11腳（srclr）為鎖存時(shí)鐘端，上升沿鎖存數(shù)據(jù)；8腳（e）為3態(tài)輸出控制端，接低電平時(shí)輸出數(shù)據(jù)。

    單片機(jī)輸出數(shù)據(jù)和移位時(shí)鐘，在時(shí)鐘上升沿時(shí)將數(shù)據(jù)移入74hc595。p1.0輸出數(shù)據(jù)，在移位脈沖上升沿到來時(shí)數(shù)據(jù)移出。p1.1輸出移位脈沖。p1.2輸出鎖存脈沖。數(shù)據(jù)出現(xiàn)在并行輸出端上經(jīng)74hc07驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示，由于數(shù)據(jù)已被鎖存，在傳送下一組數(shù)據(jù)時(shí)，前一組數(shù)據(jù)的內(nèi)容不變，以此方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送和顯示。由于在控制模塊中已用單片機(jī)的串行口接收oem板內(nèi)容，所以在顯示模塊軟件中要將p1.0、p1.1、p1.2定義為模擬的串行口。這樣，p1.0、p1.2、p1.3就可作為串行口使用。

    3 軟件設(shè)計(jì)

    3.1 主程序

    包括對(duì)單片機(jī)自身機(jī)制的設(shè)置串行口的初始化等，如圖2所示。

    3.2 gps測(cè)時(shí)接收

    gps測(cè)時(shí)接收數(shù)據(jù)由串行口接收，由單片機(jī)對(duì)其進(jìn)行讀入、識(shí)別、轉(zhuǎn)換及存儲(chǔ)等操作，在程序開始時(shí)，首先識(shí)別接收信號(hào)，看其是否是要接收的信號(hào)，oem板接收的時(shí)間信號(hào)的字頭為gpzda。由于接收的時(shí)間信號(hào)是ascⅱ碼，所以要將接收數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)。由于接收的時(shí)間為格林威治時(shí)間，所以必須轉(zhuǎn)化為北京時(shí)間，然后將轉(zhuǎn)化后的時(shí)間寫入ds12c887中。ds12c887是一種比較準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)電路，不需要時(shí)刻接收gps信號(hào)。筆者規(guī)定1小時(shí)接收1次gps信號(hào)，其流程如圖3所示。

    3.3 時(shí)鐘倒計(jì)時(shí)顯示

    在此程序中模擬串行口，讀ds12c887的數(shù)據(jù)，利用74hc595對(duì)其