同步采样控制单元硬件
在设计该模块时,选择Garmin 公司研制开发的GPS15L OEM板和单片机AT89C51分别作为GPS接收机和控制器。该模块体现了整个系统要用到的GPS授时技术,工作原理如下:系统上电复位后,单片机通过串口TXD实现对GPS15L板初始化,设置GPS接收机传送的数据格式。初始化完毕后,GPS15L板会给出相应信息,单片机识别到这些信息后,开始接收GPS15L板传送来的时间数据,并对它进行处理,将其转换成北京时间输出。如图3所示,单片机AT89C51的串行口RXD、TXD分别和 GPS15L板的TXD1、RXD1连接起通信作用。由于TXD既要在上电时给GPS15L板发出初始化命令,又要在初始化完毕后传送北京时间,因此为了不使两阶段的工作相互影响,用P1.0口线和若干逻辑门来控制通信的先后顺序。GPS15L板初始化后,还会输出秒脉冲信号。1pps信号有一路作为单片机的外部中断源,以实现时间信息的同步处理,另外也用来监测信号是否正常。还有一路信号可由单片机P1.1口进行控制,根据监测的结果决定是否需要将其传送给下一级控制器。
另外,本威廉希尔官方网站
选用的高稳晶振是OCXO型号的稳补晶体振荡器,其工作频率为1 MHz,频差不大于10-7。它输出的振荡信号经过整形、电平转换变为适合TTL威廉希尔官方网站
的电平,经计数器分频后得到满足采样率要求的时钟信号(采样率可调)。该时钟信号每隔1 s被1 pps信号的上升沿同步1次,使之运行在GPS时间基准上。由于1 MHz晶振的稳定度很高,1 s内漂移不超过1μs,因此得到的同步采样脉冲精度很高。
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