摘要
本设计的主要任务是使用GPS授时设计并制作一个实时打铃系统， 实现对时钟的显示，准点打铃，任意时间的倒计时设计。系统包括:(1)时钟显示系统设计(2)倒计时系统显示设计(3)GPS接口与授时数据获取GPS (Ghb, d PosJtioaaing system,全球定位系统)是一种先进、完善的卫星定位系统，既具有全球实时、连续的高精度三维定位能力，也具有精密的授时能力。利用高度稳定、精确的星载原子钟作为信号源进行时阃传输和比对，已成为众多领域获取时钟的重要手段。因此，利用GPS接收板，通过单片机技术的应用，开发高精度的GPS时钟，无疑具有十分重要的意义目前，GPS时钟已广泛应用于国防、科研以及电力、铁道、航海、地质勘探、大地测量、钟表工业等部门。本设计不仅实现的GPS时钟的功能，而且还实现了任意时刻倒计时的功能以及整点打铃的功能。
GPS的国内外研究现状
GPS的前身是美国军方研制的一种子午仪卫星定位系统(Transit)，1958年研制，1964年正式投入使用。该系统用5到6颗卫星组成的星网工作，每天最多绕过地球13次，并且无法给出高度信息，在定位精度方面也不尽如人意。然而，子午仪系统使得研发部门对卫星定位取得了初步的经验，并验证了由卫星系统进行定位的可行性，为GPS的研制埋下了铺垫。由于卫星定位显示出在导航方面的巨大优越性及子午仪系统存在对潜艇和舰船导航方面的巨大缺陷。美国海陆空三军及民用部门都感到迫切需要一种新的卫星导航系统。
近两年，中国的GPS市场迎来了井喷式发展，消费人群也由高端车主扩展到普通车主，越来越多的有车族配备了GPS导航仪。GPS产品在渠道上可谓全面开花，除了中关村IT卖场，国美电器、苏宁电器等3Ｃ卖场也少不了它们的身影。另外，GPS产品还现身家乐福、欧尚等超市，汽配城、汽车用品店以及4Ｓ店也成了它们的前沿阵线。美国著名资讯公司IDC估测，到2010年，全球使用导航电子地图的手机用户将过亿。仅PND和GPS手机两部分的市场份额就呈逐渐猛增的趋势。
中国GPS产业发展状况
据赛迪顾问股份有限公司高级副总裁吕国英介绍，2008年GPS整体产业市场呈现高速发展的事态，复合增长率达到34．3%，这主要是因为GPS产业在我国汽车产业呈高速发展的态势，二是手机产业的高速发展和技术的不断演进。总体看来，2008年GPS整体市场还是快速推进的过程。
目前占有率比较大的还是PND市场，整体规模达到220．45亿，整个GPS产业里面占42%，CAGR 13．4%。增长速度最快还是GPS手机，预测2008年是180．37亿，整体市场份额34．4%。
PND市场未来可能还有一个非常大的市场，PND市场整体销量在08年预计1340．5万台，整体规模220．45亿，在价格上也有所回落。主要是受到不同产品的融合，或者技术的创新，对单一的PND市场价格有所挤压，比如现在出现了移动、数字电视兼导航的产品，还有一些MP3、MP4，也融合导航产品，包括爱国者也推出了一些如X2960的产品，通过MP3、MP4带有导航功能。索尼公司PSP也带有GPS导航功能。而单纯的导航产品在整体价格上出现了回落。整体的产业规模增长速度达到6．5%，相对它的容量增长速度有所放缓。从目前中国的改装GPS应用水平来看，尚处于市场的成长期，2008年中国改装GPS出货额将达到64．3亿元。再看下手机市场，我国手机用户在07年底整体数字是4．3亿，今年将突破6亿。这给GPS产品手机市场带来非常好的发展态势。预测到今年年底整体的GPS手机将达到580．8万台。08年产业规模将达到180．37亿，所以GPS的手机成本有待于下降。08年前三季度GPS手机销量速度增长达到243万部，尽管GPS市场渗透率还比较低，但是我们可以看到前景市场，在整体的增量市场空间里面还是比较乐观的。
2008年GPS产业发展表现最明显的特点就是技术的融合，GPS一直以来属于融合的发展趋势。GPS产业不仅向消费类的MP3、MP4、PSP等产品渗透，而且还有现在的DC市场，爱国者已经推出了一款相机导航产品。其次，产业上游开始逐渐出现单芯片的技术方案。另外，在应用融合、网络融合、终端融合，Google和TOM已经达成协议，进行这方面的合作，这将带来更多的机遇和挑战。这是08年GPS市场的新特点。PND、手机、互联网将成为未来GPS市场能够快速发展的强大推动力。
课题背景及研究意义
GPSAVSTAR I GPS ( Navigation SatelliteTiming and Ranging /GlobalPositioning System)的简称，是由美国国防部研制的导航卫星测距与授时、定位和导航系统，由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成，这24颗卫星等间隔分布在6个互成60°的轨道面上，这样的卫星配置基本上保证了地球任何位置均能同时观测到至少4颗GPS卫星。GPS由3部分构成:
①GPS卫星(空间部分);
②地面支撑系统(地面监控部分);
GPS接收机(用户部分)。
GPS向全球范围内提供定时和定位的功能，全球任何地点的GPS用户通过低成本的GPS接收机接受卫星发出的信号，获取准确的空间位置信息、同步时标及标准时间。GPS要实时完成定位和授时功能，需要4个参数:经度、纬度、高度和用户时钟与GPS主钟标准时间的时刻偏差，所以需要接受4颗卫星的位置。若用户已知自己的确切位置，那么接受1颗卫星的数据也可以完成定时。
GPS最初就是为军方提供精确定位而建立的，至今它仍然由美国军方控制。军用GPS产品主要用来确定并跟踪在野外行进中的上兵和装备的坐标，给海中的军舰导航，为军用飞机提供位置和导航信息等。GPS也在商业领域大显身手，消费类GPS主要用在斯测制图，航空、航沟导航，车辆追踪系统,移动计算机和蜂窝电话平台等方面。我们所做的是GPS实时打铃系统，利用GPS授时，89C51 进行串行通信控制，实现对时钟的显示，准点打铃，任意时间的倒计时。
时间计划
2020.01.11-2020.02.19 查阅相关资料，拟定初步设计方案；
2020.02.20-2020.03.31 原理图设计和硬件设计；
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