基于GPS15xL-W塔钟控制系统的研究
2．3 报时系统
报时系统硬件原理见图4。报时系统由一块ISD4004语音芯片、扬声器及外围电路构成。ISD4004有两个信号输入端，一个是录音信号的同相输入端ANA IN+，另一个是录音信号的反相输入端ANA IN-。ISD4004被启动后，发出报时信号，首先是音乐，接着是打点声。此信号送入LM386，经过放大后，推动扬声器发声。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/160335.htm
3 软件设计
系统软件设计采用模块式，设计包括：初始化模块，串口中断接收模块，数据处理模块，显示模块，键盘处理模块，走时模块。图5为主程序流程图。系统初始化模块包括串口初始化、液晶显示初始化。串行中断接收GPS_OEM板的“$ GPRMC”语句。每当正确接收到“$ GPR MC”语句就更新一次显示，同时送出塔钟走时的控制信号。
单片机上电复位，通过串行接口RXD与GPS15XL-W接收机通讯，获取卫星数据；另一方面步进电机的指针快速走时，若查询到按键1按下，则此时的位置为塔钟的走时基准点。若查询到按键2按下，则指针快速走到当前时刻，继而正常走时。单片机通过P1口与塔钟控制系统通讯实现塔钟校时。单片机接收GPS接收机发来的数据信息，从中筛选出所需要的时间信息。传送时间信息的指令是$GPRMC，是命令头，其ASCII码是24，47，50，52，4D，43，2C。紧随命令头的是UTC时间，hhmmss(时分秒)格式。
此外，单片机接收到的时间数据为UTC时间(格林威治时间)，UTC时间与世界各地的时间有时差，例如，UTC时间比北京时间晚8 h，因此，将接收到的UTC时间加上8 h，即为北京时间。在对小时加8的时候，要注意对日期的影响，因为日期涉及到闰年等问题。
步进电机每获得一个脉冲指针转过1．8°，但是塔钟转盘一圈360°，秒针走过一小格，即6°，但是连续给步进电机三个脉冲，指针只能走5．4°，因此，为了减小误差，给步进电机发送脉冲的时序为3—4—3，即单片机按三个脉冲、四个脉冲和三个脉冲给步进电机发送脉冲，塔钟指针走过5．4°、7．2°和5．4°，照此循环发送，所以每三秒钟就可以消除指针转动的误差。
因此，在软件设计中，首先判断当前的时刻的秒值与三相除所得余数，余数为0和2，则发送3个脉冲，若余数为1，则发送4个脉冲，以此类推。秒针每转过一圈为一分，即分针走过一小格；分针每转过一圈为一小时，即带动时针走一大格。塔钟按上述情况走时。GPS时间信息每秒钟校正一次塔钟走时，从而保证塔钟走时的高精度。
4 结论
因采用了GPS作为塔钟走时的标准时钟源，解决了塔钟走时不准确的问题，控制系统硬件设计简单，抗干扰性强，系统运行稳定可靠，具有很好的实用性。
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