一種基于SoC的多功能PPS秒脈沖信號發生器

本發明涉及衛星授時的，具體涉及一種基于soc(system?on?chip，系統級芯片)的多功能pps秒脈沖信號發生器。

背景技術：

1、現今，全球定位系統(gps)、北斗衛星導航系統(bds)等衛星導航系統已廣泛應用于民用和商業領域。除了定位和導航，衛星導航系統還提供了高精度的時間同步服務，這對于電力系統、通信網絡、金融交易和科學研究等領域至關重要。為了測試和驗證各種設備在接收和處理衛星信號時的性能，模擬衛星信號產生進行授時的信號發生器應運而生。

2、隨著航空航天的繁榮發展以及電子通訊領域的進步，在實際應用中，需要進行授時才可進行測試和驗證的環節越來越多，需要接收的時間信息等數據也需更加精準。目前，授時裝置主要通過衛星信號接收器接收衛星信號，處理數據發送數據信息進行授時，但真實的衛星信號受限于衛星的可見性、信號強度和環境干擾等因素，可能在測試和驗證的過程中帶來不可避免地誤差，授時過程并不直觀和靈活，且相較于soc核心其他主控核心資源較少，無法應對多種授時情況和不同需授時設備。而模擬衛星信號的信號發生器可以在實驗室環境中生成可控的、精確的衛星信號，用于測試和驗證得到的結果更加的精確，同時使用按鍵、顯示等裝置對授時方式、傳輸速度以及實時授時過程等進行可視化和高度自定義，極大的滿足不同授時需求。這對于開發、優化現有系統以及進行故障排除都是必不可少的。

3、總之，模擬衛星信號產生進行授時的信號發生器在航空航天等現代科技中扮演著重要角色，為各種需授時的應用提供了可靠的測試和驗證手段。

技術實現思路

1、本發明為解決現有技術中存在真實的衛星信號受限于衛星的可見性、信號強度和環境干擾等因素，在測試和驗證的過程中帶來不可避免地誤差，授時過程并不直觀和靈活，且相較于soc核心其他主控核心資源較少，無法應對多種授時情況和不同需授時設備等問題，提供一種基于soc的多功能pps秒脈沖信號發生器。

2、基于soc的多功能pps秒脈沖信號發生器，所述信號發生器包括soc主控電路、雙向電壓轉換電路、rs422總線傳輸電路、can總線傳輸電路、oled顯示電路、按鍵電路、撥碼開關及接線端子；

3、所述soc主控電路用于模擬產生pps秒脈沖信號、utc時間信息、接收按鍵電路信息并驅動oled顯示電路進行顯示；

4、所述rs422總線傳輸電路用于發送pps秒脈沖信號或選擇發送utc時間信息；所述can總線傳輸電路用于發送utc時間信息；

5、所述oled顯示電路用于顯示當前信息，包括時間信息、can總線信息以及可修改模式提示信息；

6、所述按鍵電路配合oled顯示電路和soc主控電路，用于屏幕的菜單切換、選擇和初始功能數據的預設；

7、所述雙向電壓轉換電路根據電路供電電壓的不同，實現電路間電壓的轉換；所述撥碼開關，通過屏幕的模塊切換提示選擇對應的撥碼，根據顯示的提示信息，切換不同模式端口；

8、所述接線端子作為所需授時設備的數據連接孔，通過模擬衛星信號，產生pps秒脈沖信號和utc時間信息，通過所述信號發生器將所產生的信號數據發送，進行精確的授時工作。

9、本發明的有益效果：

10、本發明所述的信號發生器利用soc的高速處理特性，實現了對pps秒脈沖信號的精確時間控制，確保了信號的頻率精度。在pps秒脈沖信號的下降沿到達時，即時輸出時間信息數據，實現了pps秒脈沖信號與時間信息的同步輸出。

11、為了提高信號的抗干擾性能，本發明采用了rs422和can總線進行秒脈沖信號和時間信息的傳輸，確保了信號的穩定性和可靠性。此外，通過撥碼開關和按鍵設置，可以方便地切換或控制信號通道的開啟與關閉，以及進行參數配置，可提供多個端口發送信號數據，增強了設備的靈活性和適用性。

12、本發明還提供了一個直觀的可視化操作界面，關鍵信息和操作均可通過屏幕直觀顯示，極大地簡化了操作流程，降低了使用難度。故本發明基于soc的多功能pps秒脈沖信號發生器具有高精度、抗干擾、高靈活度可視化等優點。

技術特征：

1.基于soc的多功能pps秒脈沖信號發生器，其特征是：所述信號發生器包括soc主控電路、雙向電壓轉換電路、rs422總線傳輸電路、can總線傳輸電路、oled顯示電路、按鍵電路、撥碼開關及接線端子；

2.根據權利要求1所述的基于soc的多功能pps秒脈沖信號發生器，其特征在于：所述電源電路為12v電源輸入，通過電源電路中的電壓轉換芯片將電壓轉換為所需的電壓為各個電路進行供電。

3.根據權利要求1所述的基于soc的多功能pps秒脈沖信號發生器，其特征在于：所述soc主控電路包括秒脈沖信號發生模塊、utc時間信息發生模塊、can總線控制模塊和oled顯示模塊；

4.根據權利要求1所述的基于soc的多功能pps秒脈沖信號發生器，其特征在于：所述rs422總線傳輸電路包括兩對rs422收發電路，一對rs422收發電路采用3.3v電壓供電，另一對rs422收發電路采用5v電壓供電；rs422收發電路一端與soc主控電路中的主控芯片引腳連接，另一端與接線端子連接；在所述soc主控電路與5v的rs422收發電路中間設置雙向電壓轉換電路，實現5v電壓雙向轉換3.3v。

5.根據權利要求1所述的基于soc的多功能pps秒脈沖信號發生器，其特征在于：所述can總線傳輸電路包括由兩路can控制電路控制的can總線，根據撥碼開關選擇傳輸的can總線，將utc時間信息通過can總線協議進行發送。

6.根據權利要求1所述的基于soc的多功能pps秒脈沖信號發生器，其特征在于：所述oled顯示電路采用iic通訊的oled顯示屏，soc主控電路中的oled顯示模塊通過iic協議將數據傳輸至oled顯示電路進行顯示；具體過程為：

7.根據權利要求1所述的基于soc的多功能pps秒脈沖信號發生器，其特征在于：所述按鍵電路包含多個按鍵與其他電路配合使用，根據菜單頁面通過按鍵切換頁面，進行上下左右、確認、返回操作，或通過按鍵設置其他預設的信息。

8.根據權利要求1所述的基于soc的多功能pps秒脈沖信號發生器，其特征在于：所述雙向電壓轉換電路包含多個雙向電壓轉換芯片與不同供電電路之間相連接，將電壓轉換為不同供電電路相對應電壓。

9.根據權利要求1所述的基于soc的多功能pps秒脈沖信號發生器，其特征在于：所述撥碼開關，通過撥動撥碼開關對can總線的數據傳輸通道進行選擇，通過切換不同的傳輸通道滿足不同設備的授時需求。

10.根據權利要求1所述的基于soc的多功能pps秒脈沖信號發生器，其特征在于：所述接線端子用于rs422和can的數據通信傳輸的端口。

技術總結
一種基于SoC的多功能PPS秒脈沖信號發生器，涉及衛星授時的技術領域，解決現有技術中存在真實的衛星信號受限于衛星的可見性、信號強度和環境干擾等因素，在測試和驗證的過程中帶來不可避免地誤差，授時過程并不直觀和靈活，且相較于SoC核心其他主控核心資源較少，無法應對多種授時情況和不同需授時設備。本發明包括電源電路，SoC主控電路，RS422總線傳輸電路，CAN總線傳輸電路，OLED顯示電路，按鍵電路，雙向電壓轉換電路，撥碼開關和接線端子，本發明模擬衛星信號產生脈沖信號和時間信息，使用RS422總線和CAN總線數據傳輸，提高了信號發生器的抗干擾能力。

技術研發人員：章家保,仲崇鑫,李巖,劉赫,呂明軒
受保護的技術使用者：吉林大學
技術研發日：
技術公布日：2025/3/10