PIC18F8520的GPS精準(zhǔn)時鐘實現(xiàn)

軟件實現(xiàn)
軟件由主程序和中斷子程序組成，在MPLAB IDE v8.53環(huán)境下，采用MPLAB C18編譯器，用C語言編程實現(xiàn)。

在主程序中進(jìn)行系統(tǒng)的初始化、數(shù)據(jù)處理、LCD顯示，GPS數(shù)據(jù)的接收則通過串口中斷實現(xiàn)，每收到一條完整的NMEA語句，就設(shè)定一個標(biāo)志，在主程序中通過查詢該標(biāo)志進(jìn)行UTC時間的提取以及轉(zhuǎn)換成北京時間，再通過LCD顯示。由于將復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理放到主程序中，這樣就可以使中斷程序盡量簡短，在發(fā)生其他中斷時，單片機(jī)可以及時做出響應(yīng)，提高了系統(tǒng)的實時性。流程圖如圖4所示。

圖4 流程圖

由于GPS模塊輸出的時間為UTC時間，根據(jù)習(xí)慣，需轉(zhuǎn)換成本地時間（北京時間），這項工作在主程序中完成。根據(jù)本地時間=UTC時間+時區(qū)值，而北京位于第8時區(qū)，時區(qū)值為+8，故北京時間=UTC時間+8。在轉(zhuǎn)換過程中，須對16:00:00—23:59:59 UTC時間作相應(yīng)的處理，+8后判斷小時是否大于24，若大于，則減去24，同時日期+1，另外，還涉及到閏年、大月、小月的處理。

中斷服務(wù)程序流程圖中，串口接收數(shù)據(jù)時判斷字頭，只判斷了“$”一個字符，這是因為之前已通過SNSRCFG軟件將GPS15XL設(shè)置為只輸出GPRMC一條NMEA語句。

調(diào)試及運行
首先，對GPS15XL進(jìn)行初始化。將GPS15XL通過串口與PC連接好，給GPS15XL上電，用軟件SNSRCFG設(shè)置初始化信息，波特率設(shè)為9600，只輸出一條GPRMC語句（要獲取UTC日期和時間，一條GPRMC語句就足夠了），將這些信息寫入OEM板內(nèi)的永久性存儲器中，下次上電時將會自動生效。

然后，通過電路板上預(yù)留的ICSP接口，利用PIC16-MCD2編程器將編譯好的程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)。編程時不給電路板供電，單片機(jī)通過MCD2供電，須注意電路板上跳線的設(shè)置。

最后，將GPS15XL與電路板連接。給電路板和GPS15XL上電，授時接收系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)，單片機(jī)通過RS-232串行方式接收GPS15XL的衛(wèi)星數(shù)據(jù)，獲取準(zhǔn)確的時間信息，并轉(zhuǎn)換成北京時間，通過LCD顯示。
注意：使用時，GPS授時天線一定要放在開闊的室外，否則接收不到衛(wèi)星信號，也就無法獲取UTC時間信息。

結(jié)語
本文利用PIC18F8520提取GPS高精度時鐘，并在LCD上顯示，所實現(xiàn)的時鐘系統(tǒng)是配電線路故障遠(yuǎn)程監(jiān)測及定位系統(tǒng)項目的一部分，經(jīng)測試，該設(shè)計運行穩(wěn)定，能夠為整個系統(tǒng)提供精確的時間信息，具有較高的可靠性、準(zhǔn)確性和實用性。