摘要 介绍了一种依据MSP430单片机的GPS和CDMA双接纳计时体系的规划思路与办法，并给出了体系的硬件电路和软件流程。该体系选用GPS和CDMA时钟信号，其能够主动调整时刻，一起还具有多方位确保时刻的准确性、一致性、高可靠性及环境适应性强的优势。
在可靠性、扩展性、操控功用以及体积、功耗等方面比其他电子产品具有优越性。在地理、地震台、航空航天等对时刻精度较高的场合，以及国防、通讯、电力、交通等要求高精度时刻同步的范畴，得到广泛运用。
1 体系硬件规划计划
1.1 体系总体规划
依据MSP430单片机的GPS和CDMA双接纳计时体系，是传统挂钟计时技能与现代时频、微电子、通讯、计算机等多项技能的结合，经过接纳不同方法的时刻码，经内置微处理器解码处理，主动校准计时器走时，使该体系显现时刻与规范时刻主动坚持准确同步。除保存传统机械时钟计时特色外，还增加了LCD数字显现，双显现方法。接纳GPS、CDMA信号，完成双体系联合准确守时，在接纳到准确的时码后，经数据处理器处理，即可主动校对时钟的走时差错，使每只时钟的走时均受一致准确的时码操控，然后完成了高精度计量时刻的一致性，一起也可手动校时、接纳时刻信号，体系硬件框图如图1所示。
1.2 体系各部分的硬件规划
1.2.1 MSP430 MCU
MSP430F5xx是德州仪器仪表推出的完成超低功耗MSP430 MCU系列产品。该系列针对峰值高达25 MHz的产品，完成业界最低的功耗，具有更高的闪存与RAM存储器存储容量，以及射频(RF)、USB、加密和LCD接口等集成外设。MSP430F5xx MCU的作业功耗与待机功耗仅为160μA/Hz与1.5μA，体系能以较小功耗运转的一起可履行高强度的使命。可充分发挥高达25 MHz峰值履行功用，一起确保功耗仅为160μA/HMz。MCU选用16位精简指令，一个时钟周期可履行一条指令，运转速度可达25～30 MI·s-1，而传统51单片机6个或12个时钟周期可履行一条指令。以上特色确保了其可编制出高效率的源程序，用以满意电池供电超低功耗要求。
1.2.2 GPS接纳模块
GPS模块是运用较广的一种导航、定位和守时的多功用体系，具有全天候、高精度、主动丈量以及体积小、功耗低的特色，且技能老练、价格低廉。
GPS模块为体系供给GPS守时、定位信息，规划选用u-blox公司的MAX-6Q，其具有以下特色：(1)精度高，抗搅扰才能强。(2)发动时刻短，冷发动只需26 s，热发动只需1 s。(3)串行接口有1UART、1DDC，可便利与MSP430F5xx的UART模块通讯。(4)体积小，电压为3.3 V，与MSP430F5xx相同。(5)输出信息选用规范的NEMA-0183协议。
1.2.3 CDMA接纳模块
CDMA无线通讯模块从CDMA基站上获取规范的时刻信号，CDMA校时体系信号安稳，不易受电源、外界无线电搅扰，便于布置在任何有CDMA信号的当地。针对以上特性，在室内无卫星信号或GPS信号难于接纳的地址运用，刚好处理了常见的GPS模块限制性问题。
CDMA接纳模块选用华为MC323模块，MC323将基带、RF收发器、电源办理模块单元、功率放大器集成，功用全面、运用广泛。其电路框图如图2所示。
2 体系软件规划计划
体系的软件部分首要担任设置GPS模块与MCU之间的串口通讯1、CDMA模块与MCU之间的串口通讯2、时刻的显现及人机接口。其首要包含初始化、串口通讯、数据处理、毛病提示、显现、键盘处理及电源办理等部分，其间初始化包含MSP430中各种寄存器的装备、串口相关参数装备以及外围电路的初始化等。
2.1 体系软件双接纳的全体计划
体系选用GPS和CDMA双形式接纳，一起可守时进行主动接纳，也可经过外部接纳按键进行强制接纳。软件优先接纳GPS模块的数据信息，当GPS数据无效或无法收集到信号时，再接纳CDMA数据。若GPS和CDMA接纳的数据有用，则更新数据;若无效，则数据坚持。体系双接纳处理流程如图3所示。
2.2 GPS模块接纳计划
GPS模块MAX-6Q通讯选用串口通讯1，包含数据发送、接纳、校验、通讯妨碍提示等，数据处理首要有GPS接纳数据的解码、存储和数据改写等。MAX-6Q的数据输出为NMEA-0183格局，最大更新速率5 Hz，为确保数据传输的可靠性与实时性，并进步单片机的利用率，文中选用中止方法而非查询方法。
在中止处理程序中，将接纳到的GPS数据放入数组中，经过读取数据包的前7 bit，可判别该数据包格局，体系只处理了NEMA中GPGGA和GPZDA两种格局的音讯，并界说了两种相应的处理函数，其各函数功用如下：
GPZDA()函数：提出UTC日期和时刻。
GPRMC()函数：提出UTC日期、时刻、经度和纬度信息。
经过GPS数据处理，误码的判别，改写数据显现，其GPS处理流程如图4所示。
2.3 CDMA模块接纳计划
CDMA模块MC323通讯选用串口通讯2，数据处理首要是CDMA接纳数据的解码、存储和数据改写等。CDMA时刻查询指令如表1所示。
CDMA接纳翻开，CDMA模块进行初始化。MSP430F5xx翻开串口2向CDMA模块MC323宣布查询指令“AT^TIME”，若查询时刻超越10 min，则主动退出查询。CDMA模块MC323收到“AT^TIME”查询指令后，向单片机回来时刻信息，而单片机将对时刻信息进行剖析处理并将处理后的时刻信息进行存储和更新，CDMA处理流程如图5所示。
3 结束语
依据GPS和CDMA的不同特色，选用两种接纳形式联合守时，不只在GPS接纳正常时，能确保时刻的高精度、一致性，且在GPS失效或室内GPS信号接纳困难时，经过CDMA接纳，相同确保了时刻的准确性和一致性，且还具有可靠性高、环境适应性强的特色。本单片机选用MSP430，其不只功耗低，且处理才能强，模仿技能功用高及片上外围技能丰厚，故满意了低功耗高功用的要求。此外，功用还可满意高精度计时体系对时刻精度性和实时性的要求，本规划不管在室外或室内均具有杰出的接纳、主动智能授时才能。其既可满意精度要求较高的地理、航空航天等体系，又可满意一般民用运用，还可应变特别情况下的运用需求，因而具有杰出的运用远景。
