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用前景。
評論