高复现精度电子钟制造技术

一种外壳透明、结构简单多变、显示形式活泼实用的高复现精度电子钟，由外接仅两条普通电线的ＧＰＳ时码传递单元、装有电子线路和发光管的印刷电路板以及机壳、电源等组成。电子线路的高速单片机连接不停电时钟电路高精度复现时间的连贯性、自动修正走时误差并对其进行停振判断和振荡再启动，通讯电路接收和输出时间编码信号以构成多钟同步，输入电路通过操作一个按键或用磁铁触发装在电路板上的干簧管来进行参数赋值、时区偏移和状态调整。机壳用两片相同的带有嵌槽的透明盒盖相合而成。它能够交替显示时间和日期，可组合成秒飞轮世界时钟，可广泛用于家庭以及单位、车辆、商店、宾馆、大堂、影剧院、街道等公众场合。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电子钟技术，更确切地说涉及为日常提供计时及显示的高 复现精度电子钟。
技术介绍
传统的时间计时钟通常是由电路板、带显示窗口的前面板和不透明的后盖 板组成。通常的显示有效窗口难以充分利用，显示形式也较呆板单一。尤其在外 部掉电恢复后，时钟并不能准确地复现原来时间的连贯性，在接入GPS信号时， 不能作远距离放置，使用条件受到限制，电路结构较复杂，成本也较高，难以广 泛使用。
技术实现思路
本专利技术的目的，在于克服上述缺点和不足，提供一种外壳透明、结构简单多 变、显示形式活泼实用的高复现精度电子钟。它能够以引人瞩目的多彩动感交替 显示时间和日期，可以在用户端进行赋值调配，选择显示方式和亮度等级，实现 自动修正走时误差和进行时区偏移，其GPS信号能够远距离放置，可以组合成秒 飞轮世界时钟，可广泛用于家庭以及单位、车辆、商店、宾馆、大堂、影剧院、 街道等公众场合，富于动感表现。为达到上述目的，本技术高复现精度电子钟由外接仅两条普通电线的 GPS时码传递单元、装有电子线路和发光管的印刷电路板以及机壳、电源等组成。 电子线路的高速单片机连接不停电时钟电路高精度复现时间的连贯性、自动修正 走时误差并对其进行停振判断和振荡再启动，通讯电路接收和输出时间编码信号 以构成多钟同步，输入电路通过操作一个按键或用磁铁触发装在电路板上的干簧 管来进行参数赋值、时区偏移和状态调整。机壳用两片相同的带有嵌槽的透明盒 盖相合而成。本专利技术所用的集成电路以及电路模块均为常规产品，但连接关系和驱动时序 不同于常规用法，结构和连接也与通常的产品不同，分述如下。电子线路由高速单片机连接着通讯电路、输入电路、串形链接的锁存驱动电 路、蜂鸣器，连接着将其刚更新的秒作为秒的起点、调用经验走时误差修正量和 上次修正时刻对积累走时误差进行修正的不停电时钟电路。高速单片机把时间信号变成数码发光的笔画信号，是通过串形链接的锁存驱动电路变为并行信号，向 显示体提供足够的驱动电流。高速单片机内运行的时间信号，可来自GPS时码传 递单元或是通讯电路，也可由输入电路调整按键而来，随即写入不停电时钟电路。 不停电时钟电路通常由DS1302类型的芯片、晶体、电容器和电池等组成。本发 明对电容器进行调配，使振荡频率误差最小，作为时钟的基本秒长度。通过高速 单片机高速重复读取并比较DS1302的秒数据，把刚更新的秒作为秒的起点，立 即把此时的日期时间送出和显示。用这样的方法保持掉电恢复原来时间的连贯 性，复现误差小于20微秒，能够满足高复现精度的要求。而时钟的另一个重要 参数运行积累误差，若在每秒周期中修正已显得太粗，本专利技术采用约一千秒修正 一次的方法，每次的修正量可将经验走时误差修正量用按键赋值存于单片机的闪 存中，同时每次修正的时刻也予以保存，即便停电时间很长，恢复供电后单片机 会迅速按时钟走过的时间段自动修正时钟误差，误差调整的精度比常规方法提高 约两个数量级。不停电时钟电路DS1302芯片在绝对掉电即电池也撤掉后，重新 上电的芯片处于停振状态， 一般方法是出厂时用启动程序运行一次，然后再换为 工作程序， 一旦发生DS1302芯片绝对掉电，工作程序将难以正常运行。本专利技术 通过单片机控制不停电时钟电路，在工作程序运行的过程中实现了停振的自动判断和振荡的再启动，显示出本专利技术的鲁棒性。GPS作为接收来自卫星的空中时间信号的设备， 一般是把天线和接收机分开、 基本信号线和电源线分开，并且天线和接收机之间的连线质量和长度都有严格要 求。虽然也有把天线和接收机作在一起的GPS设备，但信号线仍是和电源线分开 的，不能作远距离放置，使用条件受到限制。本高复现精度电子钟中的GPS时码 传递单元将GPS天线、接收机、时间信号编解码、幻象供电等模块集成在一个既 密封又透过电波的外壳里，仅外接两跟普通电线，能够将其按接收条件最好的地 方来放置，可以用电话线等实现供电和回送时间信号共用一条普通线路，放置距 离可达千米，使用非常方便。本机的单片机连接着上电初始化时可对经验走时误差修正量、显示方式、亮度等级和时区偏移量等参数进行赋值、时钟运行后可对日期和时间进行调整的输 入电路，输入电路为一个按键，该线可延长放在外接电源处，以方便遥控，同时 在电路板的一个按键上并联着干簧管，可对用磁铁触发干簧管来进行无线式操 作。时钟运行后操作按键时，单片机判定持续按2秒后则首位数闪烁，抬起键， 若再按按键时间小于l秒抬起则该位不加l,闪烁位按十年、年、十月、月、十日、日、十时、时、十分、分、五秒的顺序后移；而按按键时间大于l秒后则闪烁位以0.5秒周期递加，再抬起键则闪烁位后移，依次类推至最末位，再次按键则退出按键操作时钟正常运行。超过io秒钟无键操作，会自动退出按键操作，时钟正常运行。在刚上电初始化时，程序显示机型和状态字两秒钟，此时进行按 键操作可对经验走时误差修正量、显示方式、亮度等级和时区偏移量等参数进行 赋值，其中时区偏移量用来把时间信号附加整小时的前后偏移后提供给显示器， 不同时区偏移量的多个时钟可组合成世界时时钟组。显示的时、分、秒或年、月、日的数码之间，设有冒号和短横线显示体作为 分隔符，串形链接的锁存驱动电路分别驱动数码管的七段笔画和分隔符，而锁存 驱动电路则由高速单片机控制，显示正计的时间和日期或距离指定时刻的倒计时 信息。在交替显示日期的时候，数码以按笔划拉幕或按笔顺书写的形式显示，冒 号熄灭而短横线点亮，以与时分秒显示相区别。四位数码通常显示时和分信息，交替显示日期的形式与上相仿。在四位数码之外环形排列60个显示体作为秒， 仿指针式钟面60秒走动一圈。钟面排列为腰圆形时，其中以按笔划拉幕或按笔 顺书写的形式显示的数码充分放大，排布其外的是以多种方式环行的秒点，在数 码之间排布着交替显示时间或日期时相应交替点亮的冒号或短横线。四位数码的 钟面数码比较充实，观感比较舒服，秒点如沿跑道跑动于其外，动感表现丰富。 多个不同时区偏移量的时钟可组合，小时数不同而秒点严格同步轮转，构成精美 的秒飞轮世界时钟。环形圈每隔5个显示体即在12个小时的位置作为刻度，将 处该显示体加大、变色，也可在其圈内侧或外侧加一个显示体便于读秒。秒显示 体60秒走动一圈的形式，可以是正计时，也可以是倒计时。秒显示体走动的显 示方式有四种，可在时钟上电初始化时用按键赋值可以是从O秒起每秒累加出 或递减掉一个显示体的形式；也可以仅让一个显示体在秒的位置上显示，每秒钟 由另一个显示体从0秒处出发沿环形圈快速碰向秒所在的那个显示体，将其推动 一位；在秒走动后触动另一显示体随即从该处出发沿环形快速绕行一整圈，完整 扫过12个刻度；还可以在秒及其前后各亮一个显示体，三个显示体以中间那个 为中心逐秒移动，在远处比仅用一个显示体更容易看清并且不产生误会。后三种 显示形式表现活泼且耗电较少。为适应不同照度场合的要求，本专利技术对LED发光管的亮度以控制亮灭时间 比例的方式进行调节，单片机通过串形链接的锁存驱动电路高速交替点亮相应笔 画和熄灭全部笔画，点亮或熄灭的时段长度由所存储的亮度等级数值换算而来，而亮度等级数值可在上电初始化时用按键予以赋值。时钟尺寸较小时，机壳经过便于加工的小型USB插头与电源和外部时间信号 本文档来自技高网...

【技术保护点】
高复现精度电子钟，包括外接ＧＰＳ时码传递单元、装有电子线路和发光管的印刷电路板以及机壳、电源，其特征在于所说的电子线路由高速单片机连接着通讯电路、输入电路、串形链接的锁存驱动电路、蜂鸣器，连接着将其刚更新的秒作为秒的起点、调用经验走时误差修正量和上次修正时刻对积累走时误差进行修正的不停电时钟电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：隋志国，
申请(专利权)人：隋志国，
类型：实用新型
国别省市：95[中国|青岛]