基于GPS卫星时间系统的PCI接口计算机授时系统

摘要

目前计算机对时间的保持方法比较单一,在计算机关闭时,由主板上的晶体依靠电池供电运行,保持时间。计算机开机后,由计算机的BIOS里安装的软件程序进行计时。主板上的晶体长期运行会有漂移,软件计时会受系统程序或者其它应用软件程序的影响而产生较大的误差。所以计算机本身很难保证其时间精度,也无法保证多台计算机之间的时间同步精度。
　　 为了解决这一问题,本设计利用美国GPS卫星定位系统的高精度时钟源作为时间参考,实现全球范围内的时钟精密修改和同步。从GPS模块上取得数据和秒脉冲信号通过PCI接口传输给计算机。在计算机上用VC++编译环境将从PCI接口读取的数据处理后,得到精确的时间脉冲标志和时间数据。在秒脉冲到来时刻,将接收到的时间数据进行处理,并更新计算机的系统时间。通过这种方法来提高计算机的时间精度。
　　 本设计硬件上为PCI卡形式,与计算机硬件连接方式为PCI插槽连接,在目前流行的台式机主板上都有这种插槽,非常方便使用和集成。
　　 修改计算机时间的软件使用VC++编程,利用VC++提供的计算机编程资源从PCI卡上读取GPS卫星定位系统的高精度时间数据,经过处理后通过Windows的底层函数自动修改计算机的时间。通过这种方法可以保证单台计算机任意时刻的时间精度,也可以达到多台计算机之间时间高精度同步的目的。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 选题背景及实际意义

1.2 相关技术现状

1.3 本设计研究内容

第2章 授时系统硬件部分实现基础

2.1 授时系统硬件分类

2.2 GPS卫星信号接收模块

2.3 可编程串行接口转换器

2.3.1 UART转换器内部原理

2.3.2 UART转换器引脚分类

2.3.3 UART转换器内部寄存器

2.3.4 可编程波特率发生器

2.3.5 读写模式时序图

2.4 PCI总线接口转换器

2.4.1 PCI总线接口转换器概述

2.4.2 PCI总线接口转换器的特点

2.4.3 PCI总线接口转换器引脚分类

2.4.4 PCI总线接口转换器内部寄存器

2.5 PCI总线协议

2.5.1 PCI总线的特点

2.5.2 PCI总线的结构

2.5.3 PCI总线的信号定义

2.5.4 PCI总线的命令

2.5.5 PCI接口配置空间

2.6 本章小节

第3章 授时系统硬件设计

3.1 GPS卫星信号接收模块电路

3.2 可编程串行接口转换器电路

3.3 PCI总线接口转换器电路

3.4 PCB板抗干扰设计

3.5 本章小节

第4章 授时系统软件设计

4.1 动态链接库文件模块设计

4.1.1 模块设计概述

4.1.2 初始化程序设计

4.1.3 数据接收和处理程序设计

4.2 用户界面程序模块设计

4.2.1 模块设计概述

4.2.2 软件界面设计

4.2.3 初始化程序设计

4.2.4 时间修改及显示程序设计

4.2.5 参数设置模块程序设计

4.3 本章小节

第5章 系统调试与测试

5.1 GPS卫星信号接收模块测试

5.2 PCI总线接口转换器测试

5.3 可编程串行接口转换器测试

5.4 整体系统测试

5.5 测试结果

5.6 本章小节

结论与展望

参考文献

致谢