基于PIC单片机的电波数码显示时钟的设计

ByGrith4

摘要:电波钟是新兴的准确计时产品,是把原子振动的频率引出来作为计时基准.设计以PIC16F873单片机为核心,由接收单
元,中央处理显示单元和电源单元三个主要部分构成,用于接收原子发射台以超长波间歇性发射的信号,以获得更加准确
的时间,在军事和科学实验以及人们日常生活中都有广泛的应用前景。
关键词:电波时钟; PIC单片机;原子钟
电波钟表是一种新兴的计时产品，是把原子振动
" M( S1 C. ~4 I/ `的频率引出作为计时基准。目的是使世界时间同步统
3 y8 F+ r. u  X) t3 Y  I4 |; h。主要是为了解决目前石英钟表的精确度问题。石
英钟表较机械钟表已准确很多,但日差仍有一秒半秒
2 s& w5 ^, r. x' J的误差。这种误差对于人们的日常生活没有多大的影
响和更正的必要,但对于军事和科学实验，就是要解
& ^5 r4 A4 V# h决的大问题。在- -些重要场合，误差在0.01秒之间,结
0 T  J: Y2 B( L, d8 B( B果也会失之千里。
; U; Z) T0 `3 T$ |电波钟的原理,是它有一个原子发射台,定期发
+ J" ]/ h9 q! f6 ^射信号,频率每三千年只差一秒,非常准确。电波钟是
4 t0 t& [% g, j1 Z以原子的精度来制造的计时产品。发射台发出的信号
: p" [9 y8 W' b- K不是- -直不断地往外发,而是间隔性的发射。所以电
波钟或电波表实际是接收器,接收原子发射台的信号。
无论电波钟，还是电波表,实际上都是一-个接收
# O1 r' q3 u7 S  d1 u# @器,它的外观与石英钟、石英表一样,结构也与石英
& M0 v2 x7 V: l7 G+ F% C# K钟石英表-样,只是增加了一个接收装置、比较装置
% M* T  Z0 c1 I' K和修正装置。比较装置和修正装置用于守时,电波钟
" x, _; y6 P% t- I. q, f自己能够定期按着原子振动频率信号做比较,修正成
, o" B8 |9 r" |9 }( C$ `准确的时间,正因为有了这种比较修正装置,电波钟
才能达到永远准确的效果。所以,无论是电波钟还是
+ Z# D- r: ?& [$ k+ b5 K电波表,它们都有天线。
6 D* H3 |% _# ?; ^. q5 _7 E- u1 ?1基于PIC单片机的电波数码钟的
5 q4 M7 m1 f" w; Z- A工作原理
电波钟，也称为无线控制计时钟( 英文名称为:
2 a( ]* _5 i# _3 K4 K- `0 L* `
" C$ R: n2 [8 @' @# ]5 ZRadio controlled timepieces)。 电波钟表作为-一个系统的
技术原理是:首先,由标准时间授时中心将标准时间
信号进行编码(商业码则进行加密)，利用低频
(20KHz- -80KHz)载波方式将时间信号以无线电长波
发播出去。电波钟表通过内置微型无线电接收系统接
& M& D; @3 f/ I% k( y  s9 m受该低频无线电时码信号,由专用集成芯片进行时码
信号解调,再由计时装置内设的控制机构自动调节钟
表的计时。通过这样-一个技 术过程,使得所有接收该
标准时间信号的钟表(或其他计时装置)都与标准时
+ X; Y8 i  y' k! ^& s2 {间授时中心的标准时间保持高度同步,进而全部电波
钟表显示严格一致的时间。
授时信号的接收器(即电波钟)大的结构来说分
! W+ @5 ~  j& [' j6 h# r7 d& _4 K三部分:接收单元,中央处理显示单元和电源部分。详
细来分主要由接收天线、前置放大器、调谐放大器、自
动增益电路、滤波器、解调器、方波形成器、时间信息
处理器和显示器组成，其功能原理如下:作为接收机
的电波钟表的接收天线从空间感应接收由授时中心
4 i( u+ p; E8 n. P/ O7 W" Q发射的实时授时信号,由于信号较弱，要经过前端放
! E& e$ ]6 @* q7 H大器、发大器输出送到调谐放大器进行选频放大,然
后进行滤波，经波形形成器进行整形,再经过滤波,再
& C- W3 |, z+ L! e) l+ T7 V进行检波调谐,从载波中提取时间信号,即一串有规
律的脉冲，该脉冲再到接收信号处理器进行变换处
% R' ~+ d; A6 l# r" ~理,时间还原后分别送到显示器进行显示。
2主要电路说明
( R0 Z' H2 O. P' u5 _+ |2 K2.1电波接收电路
目前,标准时刻电波一般以频率为20KHz- -80KHz
+ s- U( I; v/ p8 y$ @" r8 H载波方式将时间信号以无线电长波发播出去。电波信
3 R3 V8 {% R7 d( i) u& r


. V7 E1 F- _- l. i2 F) e0 V8 Z1 {附件下载：

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电波钟表是一种新兴的计时产品，是把原子振动的频率引出作为计时基准