常見數(shù)字時鐘設(shè)計方法綜述【文獻(xiàn)綜述】

1、<p><b>　　畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述</b></p><p><b>　　通信工程</b></p><p>　　常見數(shù)字時鐘設(shè)計方法綜述</p><p>　　摘要：本文主要介紹了普通數(shù)字時鐘和GPS數(shù)字時鐘的設(shè)計方法及特點，闡述了在硬件及軟件上的設(shè)計，最后分析了GPS時鐘相比普通數(shù)字時鐘的優(yōu)點和應(yīng)用前景。<

2、/p><p>　　關(guān)鍵詞：GPS；數(shù)字時鐘.</p><p><b>　　一、引言</b></p><p>　　近年隨著衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展，全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System-GPS）也越來越廣泛地滲透進(jìn)了大眾們的生活，手持以及車載GPS的普及化讓這個幾年前還比較神秘的產(chǎn)品與人們的生活息息相關(guān)起來，GPS是具有高精度、全天

3、候、多功能的特點，并且擁有全球覆蓋能力的導(dǎo)航系統(tǒng)，該系統(tǒng)不但在導(dǎo)航定位以及測量方面有著廣泛的應(yīng)用，在精確授時方面也是目前全世界都廣泛采用的重要方式。在電力系統(tǒng)，電視廣播播出系統(tǒng)中，為取得通信網(wǎng)絡(luò)的同步，GPS授時系統(tǒng)也得到了大量的應(yīng)用。</p><p>　　通過參閱相關(guān)資料，簡單的介紹了普通數(shù)字時鐘，以及主要介紹了GPS時鐘的設(shè)計方案，通過對比，著重介紹了GPS時鐘的優(yōu)點和前景等。</p><

4、p>　　二、普通數(shù)字時鐘的設(shè)計</p><p>　　普通的數(shù)字時鐘設(shè)計，我們在課程設(shè)計等都做過很多次，是比較簡單的一種系統(tǒng)設(shè)計。普通的數(shù)字時鐘設(shè)計要求具備能用LED顯示時、分、秒，具備校時功能，可以對小時和分單獨校時，時鐘誤差控制在很小的范圍內(nèi)。</p><p>　　文獻(xiàn)[1]介紹了其數(shù)字時鐘設(shè)計的案，給出了設(shè)計原理圖和各模塊的引腳圖。具備了以上所說的各項功能，附加了蜂鳴器正點報時的

5、功能，采用了晶體振蕩器提供標(biāo)準(zhǔn)時間的基準(zhǔn)信號，保證了計時的穩(wěn)定和準(zhǔn)確。</p><p>　　同樣，文獻(xiàn)[2]的數(shù)字時鐘設(shè)計也實現(xiàn)了上述功能，但設(shè)計方法上有所區(qū)別。采用了74160芯片，74160具有異步清零的功能，一共使用了6片74160芯片，加上簡單的門電路和晶體震蕩，完成了數(shù)字時鐘的設(shè)計。</p><p><b>　　三、GPS時鐘特點</b></p>

6、<p>　　相比普通數(shù)字時鐘，GPS因具有高精度、全天候、多功能的特點，并且GPS接收天線重點考慮了防雷設(shè)計、穩(wěn)定性設(shè)計、抗干擾設(shè)計，信號接收可靠性高，不受地域條件和環(huán)境的限制，以至于GPS時鐘誤差極低，且高效穩(wěn)定，即使斷電也不影響其正常工作。</p><p>　　文獻(xiàn)[3]介紹了GPS的基本原理，我們了解到什么是GPS，以及什么是GPS時間系統(tǒng),可以了解到GPS的特點和其GPS時間系統(tǒng)的優(yōu)點，幫助

7、我們理解GPS系統(tǒng)。</p><p>　　文獻(xiàn)[4]介紹了GPS無線數(shù)據(jù)的通信影響，從側(cè)面我們了解了GPS通信的優(yōu)點，可靠性高，全天候，不受天氣影響等。</p><p>　　四、GPS時鐘設(shè)計</p><p><b>　　1、守時模塊</b></p><p>　　為了能夠輸出高精度和高穩(wěn)定性的時鐘，需要守時電路提供高精

8、度實時時間信息，以及與北斗時間同步的高精度實時秒脈沖，并在系統(tǒng)掉電以后由電源／電池模塊中的電池供電，繼續(xù)保持時間的運行。守時電路包括頻標(biāo)模塊、實時時鐘模塊、電源管理模塊3個部分</p><p>　　文獻(xiàn)[5]和文獻(xiàn)[6]中從GPS時鐘守時電路設(shè)計開始，比較詳細(xì)的介紹了守時電路如何設(shè)計及其守時原理，并且給出了守時系統(tǒng)指標(biāo)參數(shù)選擇。守時電路收到高精度標(biāo)準(zhǔn)時間信息后，對外部頻率標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行高精度分頻計時，同時產(chǎn)生數(shù)字時間信

9、息，并且產(chǎn)生與標(biāo)準(zhǔn)時間保持同步的時間信號，通過接口模塊提供給處理器，守時電路保證了時間的連續(xù)性。</p><p><b>　　2、授時模塊</b></p><p>　　GPS授時系統(tǒng)是利用接收機(jī)接收衛(wèi)星上的“原子鐘”時間信號，然后把數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)進(jìn)行處理并顯示出時間的系統(tǒng)。衛(wèi)星不間斷的傳輸自身的星歷參數(shù)和時間信息，授時系統(tǒng)接收到衛(wèi)星發(fā)射信號中的時間信息的數(shù)據(jù)，通過串

10、口，將這些數(shù)據(jù)傳送給計算機(jī)，從而計算出準(zhǔn)確的時間信息。</p><p>　　文獻(xiàn)[7]的GPS時鐘設(shè)計采用了GPS授時系統(tǒng)，由GPs25一LVS系列OEM板閎、89C51單片機(jī)、MAX232、LED顯示器等組成，以及其各部分的設(shè)計和參數(shù)和原理。</p><p>　　同樣，文獻(xiàn)[8]的GPS時鐘設(shè)計也是以GPS OME板為接受模塊，圍繞GPS OME板進(jìn)行設(shè)計。因此，GPS授時模塊包含接受、

11、計算、顯示于一身，是GPS時鐘的重要組成部分。</p><p><b>　　3、NMEA協(xié)議</b></p><p>　　NMEA協(xié)議是為了在眾多不同的GPS導(dǎo)航設(shè)備中，建立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，由美國國家海洋電子協(xié)會制定的一套通訊協(xié)議。在制作GPS時鐘時，我們必須將NMEA協(xié)議的基本GPS數(shù)據(jù)讀取出來，分析計算后，取出時間信息，再傳送至計算機(jī)內(nèi)。</p><

12、;p>　　文獻(xiàn)[9]簡單的介紹了什么是NMEA協(xié)議，以及NMEA協(xié)議的用途，對我們了解NMEA協(xié)議有一定幫助。</p><p>　　文獻(xiàn)[10]非常詳細(xì)的介紹了NMEA協(xié)議的信息輸出說明，例：</p><p>　　GPRMC，013120.57，A，3707.4997，N，12705.4397，E，000.0，000.0，030705，，，A*54</p><p&

13、gt;　　以下是各數(shù)據(jù)代表的意義：</p><p>　　RMC 推薦使用最小句型C</p><p>　　013120.57 在01：31：20.57UTC 時鎖定</p><p>　　A 狀況 A=活動的或B=限定的</p><p>　　3707.4999，N

14、 北緯47 度07.4999 分</p><p>　　12705.4396，E 東經(jīng)127 度05.1396 分</p><p>　　000.0 離開地面的速率</p><p>　　000.0 跟蹤角度</p><p>　　030705 2005

15、年7 月3 號</p><p>　　*54 校驗和</p><p>　　通過分析計算，我們將013120.57數(shù)據(jù)讀取出來，用來顯示GPS時間。</p><p>　　文獻(xiàn)[11]和文獻(xiàn)[12]介紹了如何利用C語言在單片機(jī)上編程。利用單片機(jī)，接收器接受到GPS發(fā)送的數(shù)據(jù)后，通過計算和分析，將信息里的時間信息讀取出來，并且傳送至顯示模塊顯示

16、出來。</p><p><b>　　五、結(jié)束語</b></p><p>　　通過普通數(shù)字時鐘和GPS時鐘的設(shè)計，對比之下，可以了解到很多關(guān)于GPS這項新興技術(shù)，它涉及到地球動力學(xué)、航空攝影測量、地籍測量、地址調(diào)查、海洋測繪、導(dǎo)航、氣象領(lǐng)域等各個方面，GPS的出現(xiàn)，是人類的一大進(jìn)步，隨著人類社會的進(jìn)步，GPS將越來越廣泛的被使用到人們生活中。</p>&l

17、t;p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　[1] 數(shù)字時鐘的設(shè)計[EB/OL]，[2010-10-20].http://download.csdn.net/source/</p><p><b>　　846871.</b></p><p>　　[2] 數(shù)字時鐘設(shè)計方案[EB/OL]，[2010-10

18、-20].http://hi.baidu.com/%D2%C1%DD%E7%</p><p>　　B5%C4%D0%A1%C4%A5%B7%BB/blog/item/0dd726a64b353392d0435866.html.</p><p>　　[3] Bond L..Overview of GPS interference issues[J]．Boston：GPS Interferen

19、ce Symposium Volpe National Transportation SystemsCenter，1998，6：16～20．</p><p>　　[4] Ching-Yuang Huang，et al..Impact of GPS Radio Occultation Data Assimilation on Regional Weather Predictions[J].GPS Solutions

20、.2010,Vol.14(No.1)：1～13.</p><p>　　[5] 王偉.高精度GPS同步時鐘設(shè)計[EB/OL]，[2010-10-20].http://www.cnkcch.com/</p><p>　　loreFile/soft_20100119160946.pdf.</p><p>　　[6] 周啟民.高精度守時電路設(shè)計及其在導(dǎo)航接收機(jī)的實現(xiàn)[D].

21、武漢：武漢理工大學(xué)，2008.</p><p>　　[7] 徐進(jìn),李濤.一種實用GPS授時系統(tǒng)的設(shè)計[J].西安工程學(xué)院學(xué)報，2007，12，21（6）：840-844.</p><p>　　[8] GPS時鐘系統(tǒng)技術(shù)方案[EB/OL]，[2010-10-26].http://www.renhe.cn/offer/</p><p>　　1157716.html.&l

22、t;/p><p>　　[9] GPS系統(tǒng)的NMEA簡介及應(yīng)用[EB/OL]，[2010-10-28].http://www.pcauto.com.cn/</p><p>　　qcyp/rmlm/gpsdh/0709/584049.html.</p><p>　　[10]基于ATMEL ANTARIS高感芯片組的GPS接收模塊[EB/OL]，[2010-10-26]．ht