由于本系统要接收

GPS 数据，并用 MCU 进行守时，守时阶段由电池对 MCU 和晶体

电路进行供电，

MCP2515、GPS OEM 板和 PCA82C250 不工作。

　　非守时阶段，即系统正常工作时，所有功能模块均由外部电源供电，电池不工作。
　　电源切换电路的具体实现如图

2：其中 D1、D2 为低压降的二极管。1K 阻值的 R1，其作

用是当输入电源中的一方断电时，确保另外一方不对断电方提供漏电压。输入电压经过
DC/DC 芯片 TPS76030 变换后，产生 3V 电压（com_3v），对 MCU 和晶体电路进行供电。
其余电路部分分别由外部输入的

3.3V 和 5V 供电。

　　四、系统软件模块设计
　　系统软件的设计主要分三部分：

MCU 的 UASRT1 口配置为 UART 模块，进行 GPS 串

行数据的接收和组织；

MCU 的 TIMERA 和 TIMERB 进行有效时间数据的加载和守时；

MCU 的 UASRT0 口配置为 SPI 模块，采用三线 SPI 的主机模式，与 MCP2515 进行数据交
互，实现

CAN 总线系统的搭建。

　　

1.GPS 串行数据的接收

　　本部分由一个状态机控制，为了简化设计，共分为

3 个状态{同步头状态，命令头状态，

GPS 数据保存、分析状态}，分别对应于：
　　（

1）缺省状态：同步头“$”搜索、捕获状态。

　　（

2）语句命令头“GPRMC”搜索、捕获状态。

　　（

3）GPS 数据信息的保存和分析状态。

　　（

4）即回到状态 1，重新进入同步头“$”搜索、捕获状态。

　　

2.守时模块的软件设计

　　全局变量的使用如下：

hour、minute、second、day、month、year，分别作为时、分、秒、日、

月、年的计数单元。

cnt3125 为计 320us 的计数单元，计 3125 次即为 1 秒。数组 gps_data[55]，

为接收

GPS 数据的缓存。data_to_timerA，数据是否已经加载完毕的标志。gps_flag，作为

GPS 数据是否有效的标志。
　　主程序中，当

GPS 数据有效标志 gps_flag=‘1’时，把 gps_data[55]对应单元中的时间数

据 由

ASCII 码 转 换 为 二 进 制 数 据 ， 并 进 行 “ 时 ” 数 据 的 “ +8” 处 理 后 ， 分 别 加 载 到

hour、minute、second、day、month、year 中。令 data_to_timerA=‘1’，通知 TimerA，数据已成功
加载到守时计数单元。同时，打开

TimerB，进行秒输入间隔超过 1 秒的超时判断。 　　使用

了

3 个中断：定时器 TimerA 和 TimerB 中断，还有 GPS 秒输入信号中断。

　　

TimerA 中断主要是完成模块守时，并实时产生秒输出信号。

　　

TimerB 中断是完成 GPS 秒输入信号间隔大于 1 秒的处理。当秒间隔超过 1 秒时，令

data_to_timerA=‘0’，清除 GPS 有效数据加载标志。
　　

GPS 秒输入信号中断，当 data_to_time—rA=‘1’时，对 cnt3125 计数单元清零，清除

timerA 计 数初 值， 然后 启动 timerA， 进行 “增 计数 ”， 同时 产生 秒输 出信 号， 最后 令
data_to_timerA=‘0’。
　　

GPS 数据与秒输入信号共有 4 种可能的情形：

　　（

1）GPS 数据有效，GPS 秒输入有效，见图 4：

　　（

2）GPS 数据有效，GPS 秒输入无效，见图 5：

　　（

3）GPS 数据无效，GPS 秒输入无效，见图 6：

　　（

4）GPS 数据无效，GPS 秒信号输入有效：其具体处理同第 3 种情形，即 TimerA 持

续

“开”，进行基本秒单元的计时和时、分、日、月、年单元的计数守时。同时实时产生 GPS 秒

输出信号。

TimerB 一直关闭，不工作。

　　

3.CAN 总线部分的软件设计

　　

MCU 通过 SPI 总线与 MCP2515 进行接口，其数据传输速率设为 1.6Mbps。MCU 通过