基於GPS的高精度計時軟件設計
軟件設計開發
作者:王兆明 吳成英
摘要:結合GPS授時技術在Visual C++平台上完成了軟件的設計。軟件主要功能是實現高精度計時,計時方式有正計時和倒計時兩種。文章主要介紹了係統的總體設計思路以及計時時間的算法。最後闡述了軟件通過串口接收GPS時間數據的程序設計。
關鍵詞:GPS授時;計時;軟件
中圖分類號:TP311 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2015)13-0098-02
人們對計時器的應用將近千年的曆史,從最早的日晷和漏壺到現在的時鍾和秒表,計時器從功能、外觀、重量、應用範圍都發生了很大的變化[1-2]。目前,計時器的發展大多注重用硬件來完成。但是,隨著信息產業的發展計時軟件的應用也越來越廣泛。本文設計了一種基於GPS的高精度計時軟件,其精確度為毫秒級,足以勝任精確度極高的計時場合。
1 計時軟件的功能與特點
高精度計時軟件是一個提供正計時和倒計時的軟件。與普通的計時軟件相比高精度計時軟件有三大特點:1)精度高。該軟件的計時時間不僅可以獲取電腦時間進行計時,還可以同步GPS時間進行計時。同步GPS時間是為了滿足用戶對計時的精度要求很高的情況而設計的。另外,如果用戶對計時的精度要求不高的情況下,計時軟件可以直接獲取PC機時間進行計時。2)功能齊全。以往的計時軟件隻能實現倒計時或者正計時,該軟件將倒計時和正計時軟件整合到一個軟件。3)使用簡單。整個軟件采用人性化的設計,人機交互功能很強。
2 係統設計思路
計時軟件的數據源取自於PC機或者是GPS授時模塊,利用GPS授時模塊進行計時則需要硬件係統的幫助。設計思路如下:
首先GPS授時模塊準時發送GPS導航數據和衛星時間到STC處理器,然後STC處理器對GPS時間數據進行提取後將時間數據通過串口發送給PC機。
係統的關鍵模塊是GPS模塊,處理器采用宏晶科技公司的STC12C5A微處理器。GPS授時模塊選用Trimble公司的推出的The CopernicusⅡ GPS,該芯片的作用是接收衛星導航信息和授時服務,CopernicusⅡ GPS芯片采用了Trimble公司獨有的GPS算法來保證導航數據的準確性和快速鎖定衛星信號。CopernicusⅡ GPS芯片的另外一個選用依據是能夠解決經常出現的信號遮擋、多路徑和射頻幹擾問題。
3 軟件設計要點
3.1軟件設計思路
計時分為倒計時和正計時兩個部分。倒計時和正計時的關鍵都是算出事件發生的時間和現在的時間的差,目前時間的精度決定了計時的精度。當前時間的獲取有兩種途徑:獲取PC機時間和GPS時間。GPS授時模塊的時間計時軟件通過串口接收。計時事件的時間需要用戶根據參數設置界麵進行設置,設置完成後計算時間差。