GPS时钟系统(GPS同步时钟)采用SUPERSTAR GPS OEM板作为GPS接受模块,SUPERSTAR GPS OEM板为并行12跟踪通道,全视野GPS接受模块。OEM板具有可充电锂电池。 L1频率为1575.42MHz,提供伪距及载波相位观测值的输出和1PPS(1 PULSE PER SECOND)脉冲输出。OEM板提供两个输入输出串行口,一个用作主通信口,可通过此串行口对OEM板进行设置,也可从此串口读取国际标准时间、日期、所处方位等信息。另一个串行口用于RTCM格式的差分数据的输出,当无差分信号或仅用于GPS授时,此串行口可不用。1PPS脉冲是标准的TTL逻辑输出形式,当导航输出有效时,该脉冲的上升沿与时间相对应。1PPS脉冲是每秒中输出的正脉冲信号,其幅值为5V,1PPS脉冲的上升沿与UCT标准时间的秒脉冲同步,其误差在正负1μs之内。可以利用此脉冲信号的上升沿作为UTC时间的对时信号,此外我们可通过同步脉冲电路将1PPS信号扩展为1PPM(1 PULSE PER MINUTE)、1PPH(1 PULSE PER HOUR)等等根据实际情况用于对时。每种脉冲的输出口数可以根据应用要求进行扩展。
P3.2和P3.3是1PPM(1 PULSE PER MINUTE)和1PPH(1 PULSE PER HOUR)脉冲的选通信号输出端(为禁止发送1PPS脉冲,这两个控制端在平时均置为低)。以产生1PPM脉冲为例:当由串行口0读入UTC时间信息,并判断其为某一分钟的59秒时刻之后,CPU将P3.2置高,从而在整分时刻发送一个脉冲。当再一次读入时间信息,并判断其为整分时刻时,重又将P3.2置低,以禁止发出脉冲。依次循环,即可得到精确的1PPM脉冲信号。采用同样的方法,也可以产生1PPH的脉冲信号。
CAN(Controller Area Network)总线是重要的现场总线之一,目前在电力系统的一些领域(如变电站综合自动化系统)中也有重要应用。因而在设计GPS时钟系统(GPS同步时钟)时,配置了CAN总线接口。GPS时钟系统(GPS同步时钟)采用PHILIPS公司生产的SJA1000作为CAN协议控制器,PCA82C250作为SJA1000与物理总线的接口。在整分或整时时,DS80C320可直接将标识符和数据通过地址/数据总线送入 SJA1000的发送缓冲区,然后置位命令寄存器CMR中的发送请求位TR,启动CAN核心模块读取发送缓冲区中的数据,按CAN协议封装成一完整CAN 信息帧通过收发器发往总线。也可在电网自动化装置要求时响应外部中断,将单片机发送缓存中的GPS数据以CAN协议向外输出。