基于ATmega128的GPS时钟设计与实现

表 1 GPS输出接口定义

其输出数据逻辑电平为 TTL 电平，这样能够很方便地与单片机相连。格式位默认为：波特率4800，电感生产8个数据位，1个停止位，无奇偶校验位。GPS输出数据采用NME-0813格式输出，数据代码采用ASCII码字符，本设计采用NME-0813中RMC格式，下面是GPS输出的一组数据：$GPRMC,140736.00,A,3800.9040,N,11226.5364,E,00.0,355.6,121106,04,W,D*3B，其中140736.00代表14时07分36.00秒，121106代表06年11月12日，根据系统需要，我们需要提取这个数据。GPS所得时间为格林尼治时间（零时区），要得到北京时间（东八区）一定要将提取到的世界时加上 8 h 才是北京时共模电感间。

3.2 系统组成及其实现

系统选用ATmega128单片机，它有丰富的外部资源，利用它的USART1与GPS接收机通信：

其总体硬件连接如图2所示。

图2 GPS时钟实现的结构

液晶显示器采用含控制器S1D15G14的3510i彩色液晶显示，S1D15G14附带有LCD电源驱动电路的LCD驱动器，可在单片上实现彩色显示，能显示4096色，分辨率是98x67。它与单片机ATmega128采用串口连接。

主程序提取GPS数据采用查询方式^[2]，

图3 程序流程图

GPS时钟在ATmega128上软件实现^[3] (其中LCD函数为显示函数)：

if(USART1_Receive() == '$') // USART1_Receive()为串口接收函数

{ while((gps_data_buff[counter ++共模电感器] = USART1_Receive()) != '*');

data = 1; j = 0; i = 0 ; //接收数据放入gps_data_buff[ ]数组当中

for (i=0;i<69;i++)

{if(gps_data_buff[i] == ',')

{ data ++ ; j = 0;

}

switch(data)

{ case 1: 电感器原理break插件电感器;

case 2: time[j ++] = gps_data_buff[i + 1];time[j] = '' ; break;

case 3: break;

case 4: break;

case 5: break;

case 6: break;

case 7: break;

case 8: break;

case 9: break;

case 10: day[j ++] = gps_data_buff[i + 1];day[j] = '' ; break;

default: break;

}

}

LCD_FillArea( 0, 0,98,67,COLOR_WHILE); // LCD刷屏函数

LCD_WriteSpecHZ_GPS_time(2,0,COLOR_BLUE); // LCD显示时间汉字提示

LCD_WriteEnglishString(2,16,time,T_TS,COLOR_BLACK,0); //LCD显示时间

LCD_WriteSpecHZ_GPS_day(2,32,COLOR_BLUE); //LCD显示日期汉字提示

LCD_WriteEnglishString(2,48,day,T_TS,COLOR_BLACK,0); //LCD显示日期

}

最后结果如下图4所示：显示时间为2006年12月15日10点09分00.00秒

图4 GPS时钟提取并液晶显示效果

4.结论

本文作者创新点在于利用ATmega128提取GPS高精度时钟，并实现了GPS时钟在LCD上的显示，它具有精度高、成本低、易于实现等特点。GPS精密时钟主要应用于城市重要公共建筑，如车站、码头、公园、交通路口、标志建筑等场所和电信行业的移动及固定电话报时等方面。

参考文献：

[1] 宋文广，邬春学，江琼琴．GPS授时功能及其在内河航道导航中的应用[J]．微计算机信息，2006,9-1：258

[2] 桂承鲲，邬林达．基于GPS时间源的自控时钟的设计与实现．十堰：湖北汽车工业学院报. 2004, 6

[3] 高　翔，陶　炜．DSP系统的GPS 高精度时钟设计和实现.北京：华北电力技术,2003,8

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