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
7 K4 V+ E$ z6 |) G6 \9 l% l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
& ~1 p( r- ^- b( a' k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。
; U6 {2 |& G; R9 Z6 ^- A关键词:电波时钟; PIC单片机;原子钟
1 |4 K) O; `5 N- L/ I6 q% w0 l- Q电波钟表是一种新兴的计时产品，是把原子振动
# _/ w$ X( p6 ]9 J的频率引出作为计时基准。目的是使世界时间同步统
0 d) {% [' F2 a: q# a  ]。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
! H4 F2 b  B) d& n7 n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
决的大问题。在- -些重要场合，误差在0.01秒之间,结
果也会失之千里。
电波钟的原理,是它有一个原子发射台,定期发
* |5 [8 V% F% D射信号,频率每三千年只差一秒,非常准确。电波钟是
以原子的精度来制造的计时产品。发射台发出的信号
不是- -直不断地往外发,而是间隔性的发射。所以电
/ X0 j" W+ ~8 d% [: D# s$ ~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
器,它的外观与石英钟、石英表一样,结构也与石英
' Z) I/ \. `+ @9 I0 G+ ^  S钟石英表-样,只是增加了一个接收装置、比较装置
8 x4 U' l. k* `和修正装置。比较装置和修正装置用于守时,电波钟
自己能够定期按着原子振动频率信号做比较,修正成
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
3 A: @2 F" r8 w7 d1 \0 Q2 E电波表,它们都有天线。
1基于PIC单片机的电波数码钟的
- C9 |, v5 }0 ]工作原理
( L/ h- n; K7 n7 h8 P5 t4 z' R8 c电波钟，也称为无线控制计时钟( 英文名称为:

( f# a+ s* n/ Z) @- zRadio controlled timepieces)。 电波钟表作为-一个系统的
7 L/ C8 @+ G) Y0 l; v技术原理是:首先,由标准时间授时中心将标准时间
# ^6 S; M0 N$ }. B; R! B( N信号进行编码(商业码则进行加密)，利用低频
+ r, j. ~; I) J; ?  W* y(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
3 A/ f" ~9 `: O1 f7 K6 g# E受该低频无线电时码信号,由专用集成芯片进行时码
5 V; S6 m6 H1 \3 {1 I3 M* w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
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
0 ?4 ^: b8 t  Y: f) ~9 L# M1 l8 l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
发射的实时授时信号,由于信号较弱，要经过前端放
大器、发大器输出送到调谐放大器进行选频放大,然
0 ?/ L+ }# C7 {4 Y9 @) n后进行滤波，经波形形成器进行整形,再经过滤波,再
9 g- L4 p$ R0 N& T0 |$ J, u7 [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
理,时间还原后分别送到显示器进行显示。
! t( m2 ~! f  a6 h( x9 L. |0 S2主要电路说明
6 B8 `9 B# ~2 K* C- ^2.1电波接收电路
# {) J* v' w9 W- a3 R) [4 l目前,标准时刻电波一般以频率为20KHz- -80KHz
载波方式将时间信号以无线电长波发播出去。电波信


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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