專利名稱：報時信號同步可報時電子鐘的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
屬于時鐘技術(shù)。
背景技術(shù)：
目前市面上見到的計時較準的電子鐘表基本有兩種，即石英鐘和LED顯示的萬年歷。其時鐘頻率均由石英振蕩器產(chǎn)生，長期計時也有誤差，一般也不具備準確具體的語言報時功能。也見到一些公共場合如郵電大樓的可報時電鐘其走時很不準，人工經(jīng)常校時不方便。為此本人經(jīng)長期研究發(fā)明了一種用廣播電臺的報時信號同步的電子鐘，廣播電臺的報時信號來自國家授時中心，隨后播出的報時聲(如嘀一一北京時間12點整)也可利用，從而形成了本發(fā)明專利“報時信號同步可報時電子鐘”。振蕩頻率的穩(wěn)定可以有兩種方法，一種是追求元器件的高度穩(wěn)定，現(xiàn)在無例外地使用石英振蕩器，但其長期也有頻率漂移，以致造成中、短期計時準確而長期誤差很大需要校時。要求嚴格的石英振蕩器要用恒溫槽穩(wěn)頻。另一種方法是自動頻率微調(diào)技術(shù)，如電視機中使用的AFC技術(shù)。其以一標準頻率為基準，本地產(chǎn)生的振蕩頻率與標準頻率(如電視臺發(fā)射信號的頻率)相比較，產(chǎn)生誤差電壓，誤差電壓調(diào)節(jié)壓控振蕩器即本地振蕩器的頻率以與標準頻率相同。本發(fā)明專利原理就是使用類似自動頻率微調(diào)技術(shù)那樣的頻率穩(wěn)定技術(shù)，以報時信號為“標準頻率”，同步電子鐘的“振蕩頻率”，以使計時與報時信號同步。但是AFC技術(shù)屬于模擬技術(shù)，而本人使用單片機產(chǎn)生“振蕩頻率”屬于數(shù)字技術(shù)。如何將模擬技術(shù)的AFC技術(shù)“移植”到數(shù)字技術(shù)中，這就是我的課題。

發(fā)明內(nèi)容
模擬技術(shù)的AFC技術(shù)要用壓控振蕩器，因為存在模擬量到脈沖信號的轉(zhuǎn)換。數(shù)字技術(shù)的單片機用不著壓控振蕩器，怎么辦？本人的方案是“直接干預(yù)”，因為都是在“數(shù)字域”。為此設(shè)置并命名一個稱之為“初值動態(tài)寄存器”的寄存器。動態(tài)，即不是固定的，是根據(jù)走時快慢可動態(tài)賦值的。為此在時域上分區(qū)。每小時59分55秒-0分0秒設(shè)為A區(qū)，0分0秒-0分5秒設(shè)為B區(qū)，A區(qū)B區(qū)合稱校時區(qū)。當報時信號出現(xiàn)在A區(qū)時說明時鐘慢了，給“初值動態(tài)寄存器”送入可使其走快的參數(shù)(如0EH)。當報時信號出現(xiàn)在B區(qū)時說明時鐘快了，給“初值動態(tài)寄存器”送入可使其走慢的參數(shù)(如0CH)。初值動態(tài)寄存器的值再送入“初值寄存器”，如TLO。單片機定時器初值在寫入程序后都是固定不變的，這可以參見一些單片機教材文獻。如機械工業(yè)出版社出版的21世紀高等院校計算機教材系列“單片機原理及應(yīng)用教程”等。本人增設(shè)一個“動態(tài)”的寄存器，可化靜態(tài)為動態(tài)，這就是本發(fā)明專利即知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)特征。


附圖I單片機程序流程圖說明。、
附圖2. A使用本發(fā)明的LED顯示的樣機的電路原理圖說明。附圖2. B使用本發(fā)明的走針式的樣機的電路原理圖說明。
具體實施例方式本設(shè)計有兩個中斷。Tl中斷用于時、分值加I及時、分、秒顯示以及調(diào)用時制處理子程序。時制處理子程序完成的工作是24時制到12時制的轉(zhuǎn)換，24時制、12時制的顯示驅(qū)動，12時制上、下午的顯示驅(qū)動，報時信號到來時的顯示驅(qū)動。TO中斷是本發(fā)明的核心。因為只是對計時頻率微調(diào)，TO高字節(jié)THO不變，只改變TLOjTLO即初值寄存器，初值動態(tài)寄存器根據(jù)走時快慢被賦值后送入TLO初值寄存器。0時產(chǎn)生日加I負脈沖用于年月日星期處理顯示。以兩件本人成功地使用本發(fā)明設(shè)計制作的樣機為例體現(xiàn)本發(fā)明的實用性。附圖2. A使用本發(fā)明的LED顯示的樣機的電路原理圖說明收音模塊ICl為常見的調(diào)頻接收模塊，音頻信號從(14)腳輸出經(jīng)JK2后分為兩路，一路送IC3音頻放大。另一路經(jīng)電位器R2送由IC2及其外圍元件組成的有源窄帶寬雙T帶通濾波器，取出報時信號，經(jīng)倍壓整流，Ql反相放大送單片機IC4的P3. 5腳，當報時信號到來時根據(jù)走時快慢修改“初值動態(tài)寄存器”的參數(shù)。JK2為電腦錄制的報時信號輸入插座，插頭插入輸入電腦產(chǎn)生的報時信號以供調(diào)帶通濾波器的頻率。用示波器觀察測試端Tl波形，調(diào)R8、R10使報時信號到來時幅度最高，調(diào)R2使不產(chǎn)生削波失真。之所以用電腦錄制的報時信號調(diào)帶通濾波器，是因為廣播電臺的報時信號每一小時出現(xiàn)一次，無法調(diào)帶通濾波器。當電腦輸出插頭拔出，輸入本機收音模塊產(chǎn)生的調(diào)頻廣播信號，這是工作狀態(tài)。K2的①端擲③喇叭常響，可用于調(diào)收音頻率。當K3①擲②報時聲不響。IC4的P3. 4腳在校時區(qū)為高電平，Q3截止，IC3被供電，喇叭播報時聲。非校時區(qū)P3. 4腳為低電平，IC3不被供電，喇叭不響。IC4的P3. 3腳為時制顯示驅(qū)動端，24時制變色發(fā)光二極管D8發(fā)綠光，12時制發(fā)紅光。P3.2腳為12時制上、下午及整點顯示驅(qū)動端。12時制上午變色發(fā)光二極管D9發(fā)紅光，下午發(fā)綠光，24時制D9不亮。整點報時信號到來時D9紅閃亮一下。12時制時D9變色
閃亮一下。使用前應(yīng)設(shè)定時間，為簡化硬件結(jié)構(gòu)設(shè)置雙功能開關(guān)K5。K5、K6同時按下(“按下”的定義為相關(guān)端口為低電平)可對分值加I。K5抬起按K6可對時值加I。K7為復(fù)位開關(guān)。設(shè)置好時、分值后當北京時間為0分時按K7開始走時。本設(shè)計“復(fù)位”與一般的電子鐘不同。在主程序中只對秒初值置0，時、分初值由用戶用K5、K6設(shè)置。正常使用單獨按下K5為12時制，K5抬起為24時制。D2為秒閃發(fā)光二極管，每秒閃亮一下。IC6、IC7與數(shù)碼管組成典型的時分秒數(shù)字顯示。I C4的Pl. 7腳產(chǎn)生日加I負脈沖送年、月、日、星期電路。電源部分設(shè)置有橋堆D6，JKl為交、直流輸入插座。當電網(wǎng)停電時由干電池或可充電池供電。為減小電網(wǎng)停電時電池消耗，停電時除D2外發(fā)光元件都不亮，喇叭不響，只保證IC4供電。停電時EB無電，EA由電池供電。D4為電池欠壓指示，電壓充足時D4不亮，D4微亮時準備換電池。D11、R34提供可充電池的浮充電電流。附圖2. B使用本發(fā)明的走針式的樣機的電路原理圖說明
石英鐘只保留激磁線圈CL，電路板取消。與附圖2. A相比，P3. 5、P3. 4、P3. 7、晶振XI、X2相關(guān)部 分不變，PI. 0-P1. 5相關(guān)部分不要。Pl. 6、Pl. 7按圖，提供每秒反相的電壓給激磁線圈。復(fù)位電路RST如圖。操作如下，K4抬起，旋表針到某位，當時值為該值時將K4按下，表針走動。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明專利“報時信號同步可報時電子鐘”的技術(shù)特征是設(shè)置并命名一個單片機定時器的“初值動態(tài)寄存器”，將模擬技術(shù)的AFC技術(shù)引入到數(shù)字技術(shù)的單片機；這在目前一些教材或報刊中均未見到，也未見到使用這一技術(shù)的產(chǎn)品；因此要求對此發(fā)明專利技術(shù)予以保護。
2.“初值動態(tài)寄存器”為李琢首先提議設(shè)置并命名的寄存器，因此要求初值動態(tài)寄存器亦可命名為“李琢寄存器”。
全文摘要
用收音模塊接收廣播電臺的報時信號，用“有源窄帶寬雙T帶通濾波器”從廣播信號中取出報時信號送入單片機。使用李琛發(fā)明的方法，即設(shè)置并命名一個稱之為“初值動態(tài)寄存器”的寄存器根據(jù)走時快慢修改“初值動態(tài)寄存器”的參數(shù)以使電子鐘與報時信號同步，并可利用廣播電臺的報時聲報時。此發(fā)明技術(shù)可用于對走針式鐘(如石英鐘)，LED顯示電子鐘(如萬年歷)更新?lián)Q代，也可形成新產(chǎn)品如計時準確又能報時的母子鐘。
文檔編號G04G5/00GK102749842SQ201210233070
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月6日
發(fā)明者李琛 申請人:李琛, 王丹華