GPS時鐘系統(tǒng)（GPS同步時鐘）技術(shù)方案

　　b.雙數(shù)據(jù)指針

　　DS80C320提供兩個數(shù)據(jù)指針，當(dāng)GPS時鐘接收到GPS OEM板信息后，利用這兩個數(shù)據(jù)指針，可以將數(shù)據(jù)送到不同的存儲區(qū)域。

　　c.片內(nèi)復(fù)位電路

　　DS80C320具有一套完整的上電/掉電復(fù)位邏輯。所以，使用DS80C320，無需外加外部復(fù)位電路。簡化了硬件，提高了可靠性。

　　d.看門狗定時器

　　DS80C320具有一個可編程的看門狗定時器,因而無須象80C32那樣外加看門狗電路。

　　2.同步脈沖發(fā)生電路

　　P3.2和P3.3是1PPM(1 PULSE PER MINUTE)和1PPH(1 PULSE PER HOUR)脈沖的選通信號輸出端(為禁止發(fā)送1PPS脈沖,這兩個控制端在平時均置為低)。以產(chǎn)生1PPM脈沖為例：當(dāng)由串行口0讀入UTC時間信息，并判斷其為某一分鐘的59秒時刻之后，CPU將P3.2置高,從而在整分時刻發(fā)送一個脈沖。當(dāng)再一次讀入時間信息，并判斷其為整分時刻時，重又將P3.2置低,以禁止發(fā)出脈沖。依次循環(huán)，即可得到精確的1PPM脈沖信號。采用同樣的方法，也可以產(chǎn)生1PPH的脈沖信號。

　　由于靜態(tài)空節(jié)點方式控制端與信號通道隔離較好，耐壓高，所以GPS時鐘系統(tǒng)（GPS同步時鐘）將同步脈沖信號作為一個開關(guān)量以靜態(tài)空節(jié)點方式輸出。

　　3.RS-232/485接口

　　GPS 時鐘系統(tǒng)（GPS同步時鐘）具有RS232與RS485兩個通信接口，以滿足不同的通信系統(tǒng)的要求。通過這兩個接口，同步時鐘可以輸出每秒一次包括年、月、日、時、分、秒在內(nèi)的完整UTC時間信息，也可以作為通信下位機(jī)在需要的時候為處于上位機(jī)的電網(wǎng)自動化裝置提供準(zhǔn)確的時間信息。

　　4.CAN總線接口

　　CAN（Controller Area Network）總線是重要的現(xiàn)場總線之一，目前在電力系統(tǒng)的一些領(lǐng)域（如變電站綜合自動化系統(tǒng)）中也有重要應(yīng)用。因而在設(shè)計GPS時鐘系統(tǒng)（GPS同步時鐘）時，配置了CAN總線接口。GPS時鐘系統(tǒng)（GPS同步時鐘）采用PHILIPS公司生產(chǎn)的SJA1000作為CAN協(xié)議控制器，PCA82C250作為SJA1000與物理總線的接口。在整分或整時時，DS80C320可直接將標(biāo)識符和數(shù)據(jù)通過地址/數(shù)據(jù)總線送入SJA1000的發(fā)送緩沖區(qū)，然后置位命令寄存器CMR中的發(fā)送請求位TR，啟動CAN核心模塊讀取發(fā)送緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)，按CAN協(xié)議封裝成一完整CAN信息幀通過收發(fā)器發(fā)往總線。也可在電網(wǎng)自動化裝置要求時響應(yīng)外部中斷，將單片機(jī)發(fā)送緩存中的GPS數(shù)據(jù)以CAN協(xié)議向外輸出。

　　四、軟件設(shè)計

　　GPS 時鐘系統(tǒng)（GPS同步時鐘）的軟件由主程序和接收/發(fā)送中斷子程序組成。在主程序中進(jìn)行系統(tǒng)的初始化，包括對SUPERSTAR GPS OEM板、兩個串行通信口、內(nèi)置可編程看門狗、定時器等的初始化。程序每秒產(chǎn)生一次串行通信口0的中斷，讀取UTC時間數(shù)據(jù)，并將之轉(zhuǎn)化為北京時間，以BCD碼格式通過串行通信口1發(fā)出。在中斷子程序中，還將對時間信息進(jìn)行判斷，在每分鐘的59秒時刻和每小時的59分59秒時刻產(chǎn)生1PPM和1PPH信號的選通信號，在整時或整分時刻，則禁止發(fā)出選通信號。

　　GPS時鐘系統(tǒng)（GPS同步時鐘）也可響應(yīng)電網(wǎng)自動化裝置發(fā)來的校時命令，將當(dāng)時的準(zhǔn)確時間信息發(fā)送出去。為此只需在程序中增加一個串行通信口1的中斷子程序，使之按照一定的通信協(xié)議，為電網(wǎng)自動化裝置提供實時時間信息。

　　五、結(jié)束語

　　本文所介紹的基于DS80C320的GPS時鐘發(fā)生器（GPS同步時鐘）已用于實際的變電站綜合自動化系統(tǒng)中。調(diào)試和運(yùn)行的結(jié)果表明，該時鐘裝置為整個系統(tǒng)提供了精確的時間信息，具有較高的可靠性、準(zhǔn)確性和實用性。在電力系統(tǒng)事故分析、故障定位、相位測量等等方面，該同步時鐘裝置都具有非常廣泛的運(yùn)用前景。