本文關(guān)鍵詞：基于單片機(jī)和FPGA的守時(shí)電路設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著導(dǎo)航衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展，高精度的時(shí)間基準(zhǔn)在通信，電力系統(tǒng)等領(lǐng)域中有著尤為重要的地位，一旦時(shí)間基準(zhǔn)存在偏差或誤差，將對(duì)人們的生活和生產(chǎn)造成重大的影響�；诖吮菊n題研究了利用單片機(jī)和FPGA來實(shí)現(xiàn)一個(gè)守時(shí)系統(tǒng)，使之在標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘有偏差的情況下，可以為通信，電力設(shè)備等提供一個(gè)高精度的時(shí)間基準(zhǔn)，使設(shè)備可以在標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘下正常運(yùn)行，起到一個(gè)備用電源的作用。所謂的守時(shí)概念就是指已校準(zhǔn)的時(shí)鐘在國(guó)家獨(dú)立操作的能力下，保持其時(shí)間和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的偏差盡量小。本文設(shè)計(jì)了一個(gè)以GPS/北斗信號(hào)作為時(shí)標(biāo)的守時(shí)系統(tǒng)，利用單片機(jī)和FPGA的組合形式來設(shè)計(jì)守時(shí)電路可使系統(tǒng)運(yùn)行速度快，同時(shí)編程簡(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn)，最重要的是精確度高。論文主要介紹了守時(shí)系統(tǒng)各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)及工作原理，并對(duì)系統(tǒng)中用到的硬件電路和軟件程序進(jìn)行了詳細(xì)的分析，最后闡述了守時(shí)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及前景，本文就是基于此展開研究的。 本課題研究的是基于單片機(jī)和FPGA的守時(shí)電路設(shè)計(jì)，論文首先介紹了該設(shè)計(jì)主要應(yīng)用的領(lǐng)域，并對(duì)當(dāng)前的研究成果和研究中遇到的問題進(jìn)行了說明和分析，然后闡述了守時(shí)系統(tǒng)的各個(gè)模塊及其功能，，主要包括本地時(shí)鐘源、D/A轉(zhuǎn)換電路、調(diào)頻調(diào)相脈沖計(jì)數(shù)電路、超前/滯后狀態(tài)檢測(cè)電路、相差檢測(cè)電路、超前脈沖處理電路、滯后脈沖處理電路和分頻電路等，這些模塊都是用簡(jiǎn)單的集成電路方式搭建而成，具有操作簡(jiǎn)單，低成本的特點(diǎn)。最后進(jìn)行系統(tǒng)各部分和整體的仿真分析，經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)取得各模塊及系統(tǒng)整體的波形圖和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。最終輸出與標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)同頻同相的時(shí)間信號(hào)，以此來獲得高精度的時(shí)間基準(zhǔn)，并保證在GPS/北斗失鎖后對(duì)該信號(hào)進(jìn)行保持，來實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步。該論文中所涉及到的電路和程序均經(jīng)過仿真和驗(yàn)證，得到了較為準(zhǔn)確的秒信號(hào)，并能夠在短時(shí)間內(nèi)快速進(jìn)行時(shí)鐘的校準(zhǔn)，誤差較小，精度可達(dá)到107，對(duì)守時(shí)系統(tǒng)的研究有一定的參考價(jià)值，具有良好的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：GPS 守時(shí)系統(tǒng) FPGA 單片機(jī) 時(shí)間基準(zhǔn)
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TP368.12;TN791
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-16
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 授時(shí)系統(tǒng)的分類12
• 1.3 課題遇到的問題12-13
• 1.4 論文內(nèi)容和安排13-16
• 1.4.1 論文主要工作13-14
• 1.4.2 論文主要安排14-16
• 第二章 守時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理16-24
• 2.1 守時(shí)系統(tǒng)中的基本概念16-17
• 2.1.1 守時(shí)的概念16-17
• 2.1.2 時(shí)間同步系統(tǒng)17
• 2.2 GPS 接收機(jī)17-19
• 2.2.1 5m 天線介紹17-18
• 2.2.2 M-87 介紹18-19
• 2.3 MV180 晶振的介紹19
• 2.4 DAC7512 芯片的簡(jiǎn)介19-20
• 2.5 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀20-22
• 2.6 課題設(shè)計(jì)思路22
• 2.7 守時(shí)系統(tǒng)的構(gòu)成22-23
• 2.8 本章小結(jié)23-24
• 第三章 守時(shí)系統(tǒng)的調(diào)頻處理24-35
• 3.1 單片機(jī)模塊24-28
• 3.1.1 單片機(jī)選型24
• 3.1.2 單片機(jī)的外圍電路及作用24-28
• 3.1.3 單片機(jī)主要實(shí)現(xiàn)的功能28
• 3.2 本地時(shí)鐘的產(chǎn)生28-29
• 3.3 本地時(shí)鐘頻率調(diào)節(jié)29-34
• 3.3.1 單片機(jī)程序編寫思路及流程圖29-32
• 3.3.2 調(diào)頻模塊32-34
• 3.4 本章小結(jié)34-35
• 第四章 守時(shí)系統(tǒng)的調(diào)相處理35-48
• 4.1 FPGA 介紹35-39
• 4.1.1 FPGA 簡(jiǎn)介及選型35-36
• 4.1.2 FPGA 基本結(jié)構(gòu)36
• 4.1.3 FPGA 設(shè)計(jì)流程36-39
• 4.2 輸出秒脈沖的調(diào)相處理39-47
• 4.2.1 分頻模塊39-41
• 4.2.2 相差檢測(cè)模塊41-42
• 4.2.3 相差計(jì)數(shù)模塊42-43
• 4.2.4 檢測(cè)超前/滯后模塊43-45
• 4.2.5 超前脈沖處理模塊45-46
• 4.2.6 滯后脈沖處理模塊46-47
• 4.3 本章小結(jié)47-48
• 第五章 守時(shí)系統(tǒng)的軟件說明48-53
• 5.1 Quartus II 軟件及 verilog 語(yǔ)言48-49
• 5.1.1 Quartus II 軟件的介紹48
• 5.1.2 verilog 語(yǔ)言48-49
• 5.2 Altium Designer6 介紹49-50
• 5.3 單片機(jī)編譯環(huán)境50-51
• 5.3.1 Keil C 軟件的介紹50
• 5.3.2 C 語(yǔ)言50-51
• 5.4 Modelsim 仿真軟件及其使用51-52
• 5.4.1 Modelsim 軟件的介紹51-52
• 5.4.2 Test Bench 文件52
• 5.5 本章小結(jié)52-53
• 第六章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析53-56
• 6.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果53-55
• 6.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)論55-56
• 參考文獻(xiàn)56-58
• 附錄 A 本地時(shí)鐘產(chǎn)生的原理圖58-59
• 附錄 B 本地時(shí)鐘產(chǎn)生的 PCB 圖59-60
• 附錄 C 單片機(jī)程序60-72
• 附錄 D FPGA 程序72-79
• 附錄 E 實(shí)物展示79-80
• 在學(xué)研究成果80-81
• 致謝81

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王甲池,江太輝;基于DSP和FPGA的嵌入式數(shù)字直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)的研制[J];電訊技術(shù);2003年06期

2 黃翔;江道灼;;GPS同步時(shí)鐘的高精度守時(shí)方案[J];電力系統(tǒng)自動(dòng)化;2010年18期

3 楊永標(biāo);楊曉渝;周捷;;利用FPGA實(shí)現(xiàn)GPS失步下精確守時(shí)[J];電力自動(dòng)化設(shè)備;2007年07期

4 郭銀景,呂文紅;移動(dòng)醫(yī)療系統(tǒng)生理參數(shù)采集模塊的研制[J];電腦與信息技術(shù);2002年04期

5 王卿;宋鐵成;奉媛;;基于GPS技術(shù)進(jìn)行精確授時(shí)的方法[J];電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào);2007年04期

6 原玉磊;夏天倚;陳淵;;基于單片機(jī)晶振的守時(shí)研究[J];電子測(cè)量技術(shù);2011年11期

7 張衛(wèi)杰;侯孝民;;高速大容量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào);2005年04期

8 劉輝;;基于EP1C3T144C8的FPGA的開發(fā)板設(shè)計(jì)[J];電子技術(shù);2009年01期

9 郭峰;;基于FPGA的作戰(zhàn)系統(tǒng)時(shí)統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];電子技術(shù);2009年10期

10 韋建敏,楊永明,郭巧惠;基于FPGA的實(shí)時(shí)心電信號(hào)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];電子器件;2005年03期

  本文關(guān)鍵詞：基于單片機(jī)和FPGA的守時(shí)電路設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：395336