1 引言

gps是global positioning system的簡稱，是利用導航衛(wèi)星進行測時和測距的全球定位系統。它具有精度高、全天候和全球覆蓋能力。將gps應用于時鐘倒計時系統中能實現高精度時間顯示功能?；趃ps的高精度、倒計時牌是衛(wèi)星測時技術、計算機技術及通信技術三者的有機結合。從功能模塊上看，整個系統分為gps測時接收系統和時鐘顯示系統。它主要完成以下功能：
定時接收gps衛(wèi)星發(fā)送的數據并進行識別和緩存；
對gps測時數據進行格式轉換，以使編碼格式適于接收；
在給定時間內刷新ds12c887型時鐘的時間；
讀ds12c887時間，進行倒計時換算并顯示。

2 硬件設計

基于gps的高精度倒計時牌的硬件結構較為簡單，包括控制模塊和顯示模塊，如圖1所示。

2.1 控制模塊

89c51型單片機是整個控制系統的核心，完成對串行口控制器的初始化和數據讀寫，還要對接收的各種數據進行識別、轉儲及顯示。

由于日本光電公司gsv－15型oem gps接收板傳輸的數據以串行方式輸出一幀10位、波特率為4800bit，mcs－51型單片機串口輸入輸出格式匹配，所以利用單片機串行口直接從oem接收數據。

ds12c887具有提供較高精度年、月、日、時、分、秒時間的功能，對其校準后，在掉電情況下，10年之內仍能準確的進行計時，并且能與單片機直接相連。

2.2 顯示模塊

本系統利用74hc595實現串行方式控制數碼管顯示，占用口線少，硬件結構簡單。74hc595型串/并轉換移位寄存器具有鎖存和3態(tài)輸出功能。14腳（ser）為串行輸入端；12腳（rclr）為移位時鐘端，上升沿將14腳數據移入寄存器；11腳（srclr）為鎖存時鐘端，上升沿鎖存數據；8腳（e）為3態(tài)輸出控制端，接低電平時輸出數據。

單片機輸出數據和移位時鐘，在時鐘上升沿時將數據移入74hc595。p1.0輸出數據，在移位脈沖上升沿到來時數據移出。p1.1輸出移位脈沖。p1.2輸出鎖存脈沖。數據出現在并行輸出端上經74hc07驅動數碼管顯示，由于數據已被鎖存，在傳送下一組數據時，前一組數據的內容不變，以此方式進行數據的傳送和顯示。由于在控制模塊中已用單片機的串行口接收oem板內容，所以在顯示模塊軟件中要將p1.0、p1.1、p1.2定義為模擬的串行口。這樣，p1.0、p1.2、p1.3就可作為串行口使用。

3 軟件設計

3.1 主程序

包括對單片機自身機制的設置串行口的初始化等，如圖2所示。

3.4 倒計時子程序

以計算從現在到2006年1月1日為例，單片機讀ds12c887的時間單元，并將其存放在以69h為起始的單元中。先讀取月份，利用查表的方法計算其下月份到預定時間的天數。然后再利用查表方式判斷其月份是31天、30天，28天或29天，然后將查表得到的天數減去讀取日期，這樣將二個天數相加就得到實際天數。進行時、分、秒的計算時，首先把2006年1月1日0點0時0分0秒轉化為2006年12月31日23點59時60秒，這樣直接利用時、分、秒相減就得到相差的時、分、秒。倒計時流程如圖5所示。

4 結束語

本文所述的基于gps的高精度、無誤差倒計時牌經調試運行和參數整定后，運行穩(wěn)定可靠，連續(xù)長期運行積累的誤差為零，當時的時間精度誤差＜15ms。本系統的控制模塊結構簡單，便于實際開發(fā)應用。