单片机自动校准时钟.docx
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单片机自动校准时钟.docx
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单片机自动校准时钟
单片机操纵自动校准时钟
摘要
本文介绍一种新的自动校准时钟技术。
系统接收电台的报时信号,以报时信号为时刻基准,通进程序判按时钟所显示时刻的快与慢,准确调整,实现时钟自动校准的目的。
电路采纳有源滤波技术,具有较强的抗干扰能力。
该技术可有效排除时钟走时积存误差,提高显示时刻的精度。
关键词:
报时信号自动校准单片机时刻基准
Abstract:
ThisarticleintroducesanewmethodtoclockAutomaticcalibration.ThesystemreceivesthetimesignalfromBroadcastRadio.Usingthetimesignalsasthetimebenchmark,thesystemcanidentifywhetherthedisplaytimeoftheclockisaccurate,thenpreciseadjustment,toreachthepurposesforclockautomaticcalibration.
Thecircuituseactivefiltertechnology,ithasastronganti-interferenceability.Thetechnologycaneffectivelyremovetheaccumulatedtimeclockerror,andimprovetheaccuracyofdisplaytime.
Keywords:
Timesignal,Automaticcalibration,SCM,TimeBenchmark
引言
自动校准时钟的技术进步反映在内部结构、功率消耗、外部电压品级和制造工艺上。
在这几方面,较为典型地说明了单片机的水平。
在目前,用户对时刻的需要愈来愈多,可是,要求也愈来愈高。
下面别离就这三个方面说明单片机自动校准时钟的技术进步状况。
a、设计思想
日历时钟时常跑快跑慢的缺点不可幸免。
通过日积月累,就会产生较大的误差,这会阻碍操纵与检测的准确性。
为了解决日历时钟的准确度问题,咱们设计了能够自动校准和调整运行速度的日历时钟。
b、进展趋势 现今,高精度的计时工具大多数都利用了石英晶体振荡器,由于电子钟,石英表,石英钟都采纳了石英技术,因此走时精度高,稳固性好,利用方便,不需要常常调校,数字式电子钟用集成电路计不时,译码代替机械式传动,用LED显示器代替显示器代替指针显示进而显示时刻,减小了计时误差,这种表具有时,分,秒显示时刻的功能,还能够进行时和分的校对,片选的灵活性好。
本文利用单片机实现数字时钟计时功能的要紧内容,其中AT89C51是核心元件同时采纳数码管动态显示“时”,“分”,“秒”的现代计时装置。
与传统机械表相较,它具有走时精准,显示直观等特点。
它的计时周期为24小时,显满刻度为“23时59分59秒”,另外具有校时功能,断电后有经历功能,恢复供电时可实现计时同步等特点,而此刻咱们设计的单片机操纵自动校准时钟不仅具有已上因此的功能还具有自动校时功能,能够很精准的同意到中央人民广播电台播出的中心频率为的调频信号,自动调整时刻,可谓是做到了直观、准确、免调剂三为一体的人类时刻小助手。
C、功能
单片机操纵自动校准时钟通过接收中央人民广播电台每日12:
00和00:
00播出的中心频率为的调频信号,并解调出原先的音频调制信号,利用两个锁相环路别离跟踪800Hz和1600Hz的报时音频信号。
锁相环路的输出引发单片机外部中断,中断程序排除干扰后完成对日历时钟的自动校准。
实行对时分秒的自动准确的校整。
第1章 绪论
设计背景及意义
在各类检测操纵系统中,需要通过日历时钟进行时刻上的操纵或对事件所发生的时刻进行记录。
如电网检测系统,路灯操纵系统,学校上下课时刻等。
但日历时钟时常跑快跑慢的缺点不可幸免。
通过日积月累,就会产生较大的误差,这会阻碍操纵与检测的准确性。
为了解决日历时钟的准确度问题,咱们设计了能够自动校准和调整运行速度的日历时钟。
它在天天的12:
00和00:
00都会自动校准一次,可使时钟运行的准确度相当高。
咱们设计的思路是:
利用小型收音机中接收部份电路接收中央人民广播电台播出的中心频率为的调频信号,并解调出音频信号,将音频信号输入两个锁相环路。
这两个锁相环路别离跟踪800Hz和1600Hz的报时信号。
当接收到报时信号时,为单片机提供外部中断,通过执行中断程序即可完成对日历时钟的自动校准。
国内外研究现状
国内外进展:
单片机自20世纪70年代问世以来,以其极高的性能价钱比,受到人们的重视和关注,应用很广、进展专门快。
单片机具有体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价钱低廉、靠得住性高、灵活性好、开发较为容易。
目前单片机渗透到咱们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
导弹的导航装置,飞机上各类仪表的操纵,运算机的网络通信与数据传输,工业自动化进程的实时操纵和数据处置,普遍利用的各类智能IC卡,录象机、摄象机,和程控玩具、电子宠物等等,这些都离不开单片机。
更不用说自动操纵领域的机械人、智能仪表、医疗器械了。
因此,单片机的学习、开发与应用将造就一批运算机应用与智能化操纵的科学家、工程师。
电子钟是一种利用数字电路来显示秒、分、时的计时装置,与传统的机械钟相较,它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优势,因此取得普遍应用。
随着人们生活环境的不断改善和美化,在许多场合能够看到数字电子钟。
在城市的要紧营业场所、车站、码头等公开场合利用LCD数字电子钟已经成为一种时尚。
但目前市场上各式各样的LCD数字电子钟大多数用全硬件电路实现,电路结构复杂,功率损耗大等缺点。
因此有必要对数字电子钟进行改良。
计研究设内容
时钟,自从它发明的那天起,就成为人类的朋友,但随着时刻的推移,科学技术的不断进展,人们对时刻计量的精度要求愈来愈高,应用愈来愈广。
如何让时钟更好的为人民效劳,如何让咱们的老朋友焕发青春呢?
这就要求人们不断设计出新型时钟。
现今,高精度的计时工具大多数都利用了石英晶体振荡器,由于电子钟,石英表,石英钟都采纳了石英技术,因此走时精度高,稳固性好,利用方便,不需要常常调校,数字式电子钟用集成电路计不时,译码代替机械式传动,用LED显示器代替显示器代替指针显示进而显示时刻,减小了计时误差,这种表具有时,分,秒显示时刻的功能,还能够进行时和分的校对,片选的灵活性好。
本文利用单片机实现数字时钟计时功能的要紧内容,其中AT89C51是核心元件同时采纳数码管动态显示“时”,“分”,“秒”的现代计时装置。
与传统机械表相较,它具有走时精准,显示直观等特点。
它的计时周期为24小时,显满刻度为“23时59分59秒”,另外具有校时功能,断电后有经历功能,恢复供电时可实现计时同步等特点。
本文要紧介绍用单片机内部的按时/计数器来实现电子时钟的方式,本设计由单片机AT89C51芯片和LED数码管为核心,辅以必要的电路,组成了一个单片机电子时钟。
第2章 自动校准时钟的设计方案 设计思想
随着改革开放的深人,人们工作,生活节骤加速,对时钟的精度要求更高。
日历时钟时常跑快跑慢的现象普遍存在,通过日积月累,就会产生较大的误差。
通常的方式是人工手动调控,费时费力,一旦疏忽会产生较大误差,有可能产生不良后果。
为了解决这一问题,咱们设计了能够自动校准的日历时钟。
它需要一个标准时钟源。
中央人民广播电台每当整点时都有报时信号和语音报时,是人们日常校准时钟的基准。
中央人民广播电台对报时信号有严格的规定,按时刻顺序按时播放800Hz和1600Hz的报时音频信号。
通过接收中央人民广播电台播出的中心频率为的调频信号,并解调出原先的音频调制信号,利用两个锁相环路别离跟踪800Hz和1600Hz的报时音频信号。
锁相环路的输出引发单片机外部中断,中断程序排除干扰后完成对日历时钟的自动校准。
设计方案
第一要用单片机最小系统实现计时显示,即所谓时钟。
对时钟而言关键是产
生秒脉冲信号,利用单片机按时器,工作在方式1状态下,每次按时10毫秒,程序计数器计录取10毫秒中断次数,100次为本秒。
在单片机内部数据区RAM,设置秒,分,时的计录单元,每一个两个字节,每秒到使秒计录加1,每60秒到使分计录加1,每60分到使时计录加1等等。
利用数码管显示时刻,秒,分,时各用两个数玛管,对其操纵采纳串行口输出动态操纵方式,在程序配合下,能实现准确显示时刻的时钟。
显示时刻要有设置与调剂功能,利用独立式按键设置与调剂显示时刻。
另一个问题是要准确及时判定报时信号的到来。
认真分析报时信号,其实它先发送必然数量的800Hz脉冲信号,后发送必然数量的1600Hz脉冲信号,记录收到两频率信号脉冲的个数,与计算值相较较,在必然误差范围内,即认定是报时信号。
确认800Hz和1600Hz的脉冲信号,采纳检测脉冲宽度的方式。
利用单片机两个外中断INT0与INT1,报时信号的脉冲上升沿引发INT1中断,启动按时器T0,进行时刻计数,脉冲下降沿引发INT0中断,读取按时器T0的时刻数据,即报时信号的脉冲正半周的脉宽,与理论值比较,确认800Hz或1600Hz的脉冲信号,同时计录两种脉冲个数,判定是不是收到报时信号。
当准确收到报时信号时,利用程序调剂显示时刻,达到自动调剂的目的。
设计方案应由四部份组成。
89C51
最小系统
数码管显示
报时信号输入
按
键
输入
图2-1系统结构框图
第3章 自动校准时钟的硬件电路设计
3.1 利用单片机自动校准的日历时钟
利用单片机自动校准的日历时钟,是通过硬件与软件紧密配合完成的。
由于单片机是把微型运算机要紧部件都集成在一块芯片上,即一块芯片确实是一个微型运算机。
因此,单片机具有以下特点:
1)有优良的性能价钱比。
目前国内市场上,有些单片机的芯片只有几元人民币,加上少量外围元件,确实是组成一台功能相当丰硕的智能化操纵装置。
2)集成度高,体积小,靠得住性好。
单片机把个功能部件集成在一块芯片上,内部采纳总线结构,减少了各芯片之间的连线,大大提高了单片机的靠得住性与抗干扰能力。
而且,由于单片机体积小,易于采取电磁屏蔽或密封方法,适合于在恶劣的环境下工作。
3)操纵能力强,单片机指令丰硕,能充分知足工业操纵的各类要求。
4)低功耗,低电压,便于生产便携产品
5)易扩展。
可依照需要并行或串行扩展,组成各类不同应用规模的运算机操纵系统
6)片内有足够的FlashROM,可幸免扩展外ROM,成为名不虚传的单片机扩展外ROM既增加了应用技术,又增加了线路的复杂性,降低靠得住性,一样来讲,关于一个中等规模的单片机应用系统,有8KB左右的ROM,已经够用了,AT89C51系列单片机有4-20KB可供选择,已完全胜任绝大多数单片机应用系统对ROM容量的要求。
7)FlashROM修改程序十分方便。
ATMEL89系列单片机内的FlashROM可檫写1000次以上,应用并非复杂的通用ROM写入器就能够方便地檫写。
一样来讲,单片机应用系统在开发时期,程序修改十分频繁,即便在产品定型生产后,程序修改和软件升级也是常有的事。
这是单片机产品与一样电子产品的区别,单片机产品能够在硬件电路维持不变的情形下,通过修改程序升级产品档次,扩展产品的功能。
8)价钱低廉。
目前在我国市场上,一片AT89C51,AT89C52芯片的零售价在人民币10元左右之内。
9)具有在片程序ROM二级保密系统。
在许多情形下,单片机产品需要爱惜程序存储器ROM中的程序,避免被非法剽窃。
10)AT89C51系列单片机还有相应的低电压芯片A
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