D03编号241021文件名如何实现准确的电子时钟.docx

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D03编号241021文件名如何实现准确的电子时钟

如何实现准确的电子时钟？

用单片机做时钟（除了用专门的时钟心片外）在编写定时1秒的程序中，除了采用：

1。

一秒只装一次初值。

2。

装初值时加上定时计数器已经计的数。

3。

和标准对比修正初值

除了这些，还有什么方法？

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-beijing/li_mu回复于2001-3-1517:

27:

用一个6502，他是32768赫兹时钟，

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-shenzhen/soul回复于2001-3-1518:

03:

加上自动校时功能。

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-广州/dongguang回复于2001-3-1520:

11:

mc146818,50B的用户RAM，10B的时钟简单吗？

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-珠海/赵崇伟回复于2001-3-160:

06:

1,使用稳频晶振，很贵

2，单片机小心不要丢中断，会使时间变慢

3，使用gps授时

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-西安/xinxin回复于2001-3-160:

13:

谢过各位了。

软件方面还有什么改进吗？

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-南京/魏小龙回复于2001-3-167:

25:

最好配上收音头，1小时或1天收一次中央台的哨声用于校正，可保证累积误差最少

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-西安/xinxin回复于2001-3-1611:

38:

好注意，谢谢

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-珠海/PILUJUN回复于2001-3-1616:

29:

软件方面几乎没有什么方法了！

另外可以用双振子的MCU及高精度的晶振，如NEC的

MCU就有一个32768Hz的副振子，可以专用于时钟，极大地提高时钟的准确度。

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-西安/xinxin回复于2001-3-180:

59:

正象大家所说，解决了软件问题之后，时钟的精度就取决于硬件了，影响晶体频率精度的主要因素是温度，如果能使晶体的温度恒定，定时精度可以提高。

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-广东/晓奇回复于2001-3-181:

07:

春夏秋冬，这么大的温差，真的不好做。

恒温的精度也伤脑筋哪，我做了一个时钟大约3天左右差1秒，不是很稳定，也许就是温度问题。

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-西安/xinxin回复于2001-3-181:

31:

我到临潼天文台去过，哪里的标准钟放在地下，温度恒定，专家说，现在的晶体可以达到-6次方精度，一天86400秒，约误差0.8秒，如果恒温，提高一个数量级没问题。

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-广东/晓奇回复于2001-3-181:

53:

谢谢xinxin大虾，看来软件上的工夫确实已经做尽了，我还用上了闰nop同样还是有误差。

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-xian/jiangyu回复于2001-3-189:

33:

xinxin老师，我忘记了从什么帖子里看到你在51定时器装一次初值的程序，你能讲讲原理吗？

我在杂志上看到的定时准确需要考虑中断响应时间，我在时钟程序的中断程序在后边，可是我怎么调定时精度都无法达到我的手表的精度，两天差1S左右，初值加1快，初值减1慢，我觉得好象不是晶体不稳的问题，是无法细调的问题。

请你讲讲。

晶体6M，计数50000次。

IN_TO:

PUSHACC

PUSHPSW

MOVA，#0B0H

ADDA,TL0

MOVTL0,A

MOVTH0,#3CH

DJNZ23H,NEXT

MOV23H,#10

INC22H

POPPSW

POPACC

RETI

其中22H放秒。

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-西安/xinxin回复于2001-3-1810:

54:

你分析的对，确实是不能细调的问题。

在51定时器做电子钟的误差分析里，有3项：

1。

机器周期误差，由晶体频率相对变化的误差产生。

2。

中断响应延迟误差。

3。

调整精度产生的误差，就是计数初值改变1对应的时间差。

第1条是更精确定时问题，与硬件有关，楼上有讨论。

第2条你已经考虑过了。

第3条是你的程序问题：

可以这么计算，你的定时常数改变1，对应的1S定时改变了多少？

每1次中断，你的定时器计数50000，共10次，机器周期2US：

50000*10*2US=1S，定时常数改变1，设计数器改为50001，则定时间隔为：

50001*10*2US=1.000020S，改变了20US，每天86400S，共计86400*20US=1.7S

当然两天改变超过1S。

即使你把晶体频率提高到12M，每天也会差0.85S.

采用1S装一次初值，可以使调节精度增加8-10倍：

中断程序为：

IN_TO:

DJNZ23H，T0_END

MOV23H,#8

PUSHACC

PUSHPSW

MOVA，#0E0H

ADDA,TL0

MOVTL0,A

MOVTH0,#5EH

INC22H

POPPSW

POPACC

T0_END:

RETI

其思想是：

计数器每次溢出后继续由0在计数，同样是500000次计数，500000=8*65536-24288，其中24288=5EE0H，如果计数初值改变1，则对应的计数值改变为：

8*65536-24287=500001，也就是改变了1个机器周期，只有2US，一天0.17S.

调节精度提高了10倍。

这个帖子发出后，我也在想进一步提高的办法。

采用稳频晶体是硬件上的考虑。

在软件上还有什么办法可以更细的调节？

受晓奇兄“润”的启发，我想，采用另一个计数器，1分钟装一次初值，那细调精度就可以提高60倍，到达每分钟时，再对秒计时的采取“润”修正，但这只是个想法，实现起来还有困难，比如两个计数器的优先问题，会不会相互影响……。

望大家出高招。

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-shenzhen/yap回复于2001-3-1811:

03:

还是程序问题,定时准确确实需要考虑中断响应时间.对于你的应用,加1快,不加1慢,假如误差正好为0.5的话,计数50000次的误差率为0.5/50000=1/100000,那么一天的误差为86400/100000=0.864秒,所以两天差1秒也就不足为奇了（手表也有误差的）.

给你一个软件解决的办法供参考,用此方法可以达到软件上的零误差,计时精度完全取决于晶振的精度.

其实也很简单,不用给定时器装任何初值,定时器总是从0到65535后自动翻转,然后你计中断数n,用n去计算时间.对于6M的频率,每个中断的时间为131072us.

还有些算法技巧,自己去琢磨吧.

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-广东/晓奇回复于2001-3-1811:

20:

定时还是要以秒为单位，把秒单位误差消除到最小以后，一般会出现日误差，或数日误差1秒，我的做法是把这个误差秒摊算为多少个nop,在把这个nop有选择的插入在rewrite之前，这样的修正解决了一点精度问题，这是从世界时润秒里抄来的，如果想简单还可以：

假定是3天快一秒，则每3天在后半夜润上1秒，神不知鬼不觉，不过这样的钟别卖给“夜猫子”，给夜猫子的最好在白天润秒好一点：

）

我自己做的钟还没有调好呢，主要是实验了一下，找到了解决的办法以后就不再有那么浓厚的兴趣了，有点“叶公好龙”。

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-西安/xinxin回复于2001-3-1811:

29:

晓奇兄，你如果找到了好的办法，也告诉我们，让我们分享。

我有一种增大计数器计数位数的方法，不知对你有用没用？

我是想用在日修正里，用T1计一日，T1一日中断一次。

实际方法也很简单，就是更改TH1.7，发现是1了就清0，同时计下清0的次数，到达一天时才允许T1中断。

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-xian/jiangyu回复于2001-3-1811:

38:

我理解了，xinxin和shenzhen/yap说的是相同的道理，不过xinxin的更详细，还给出了程序，并且计算了初值，8次中断，其中7次是和yap说的初值为0一样，只有一次装初值。

谢谢楼上几位了。

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-广东/晓奇回复于2001-3-1811:

43:

xinxin的长时间中断一次的做法确实让我大受启发，我用at89c51，一个扫描键盘和显示，一个定时算秒，资源好像就这么多了，我当初编定时好像是每秒钟重装ct090几次，还算了一个表，逐个分频法试，如果一早有xinxin的办法，就不用那么辛苦了：

）

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-xian/jiangyu回复于2001-3-1811:

54:

有用就好。

不过具体实现起来还有一点一定要注意，就是把TH0.7由1清为0的时候，要查一下TL0.7,如果TL0.7=1就别清TH0.7，只有在TL0.7=0时才清TH0.7,也就是要避开进位的可能。

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-西安/xinxin回复于2001-3-1812:

20:

jiangyu:

看来你电话里说的问题已经解决了，我还没试呢。

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-shenzhen/yap回复于2001-3-1812:

24:

为什么要装初值?

不要因为计算问题去牺牲精度,我就是把我的计时单位定义为1个中断（0.131072）秒,只是在显示时再去换算成以时分秒为单位的时间.

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-上海/tyw回复于2001-3-1816:

21:

各位讨沦了半天,想干什么？

要这样精确的时钟,我的看法是如果作为分时计度器之类的

抄表系统终端计时,靠晶振是不够的,十年以后的累计不可想象.我的方法是用中央台校

时信号校准,看似复杂一点,但大批量加工时,可把校时装置模块化.最好用短波10M信号,

能加入频率锁相电路,性能更可靠.中波的我做过,电容器用高频蜡封固,开了一年也不逃

台,中波优点是频带较宽.

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-景洪市/suncat回复于2001-3-1819:

47:

32768Hz的晶体，加上一个24分频就可以了，价格也就0.5+1.2元。

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-景洪市/suncat回复于2001-3-1819:

49:

32768Hz的晶体，加上一个１５分频就可以了，价格也就0.5+1.2元。

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-深圳/hunterluo回复于2001-3-1823:

42:

时钟源的精度是问题的关键，软件只是为了显现这个精度，并不能提高精度，

32768的精度不高（在5--10PPM）左右，进行温度补尝差不多是唯一办法了，或象手表那样带在身上，就很准了。

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-西安/xinxin回复于2001-3-1913:

14:

总结一下：

外加晶体震荡除非是恒温或稳频晶体能提高精度，用普通方法外加普通晶体确实无法提高精度。

单片机用的晶体据说可达到1-5PPM，比普通手表的晶体5-10可能还要稍高，至少可以说差不多相同的精度吧。

上边软件的讨论目的是在把软件的资源发掘到最大。

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-郑州/谢占军121回复于2001-3-1915:

50:

我想了解89c51的串行通讯,以及用vb6.0编写通讯程序.

RE:

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-扬州市/sldz回复于2001-3-2022:

22:

利用50赫芝交流电压过零点脉冲作门开关，对ALE+RD的脉冲进行记数，然后将记数值与初值通过一定的算法比对修正。

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-Nanjing/星星回复于2001-3-2120:

17:

楼上的讨论使我糊涂了，好象说定时器中断可能产上几个不确定的机器周期的误差。

其实用定时器可做的不多计或少计一个机器周期！

没有累计误差。

我的定时器每秒中断100或200次，用这10mS或5mS做钟基准，也没因软件产生多大误差。

我的钟精度只与晶体有关。

我可没有定时器单独做钟，还要用这5-10m做采样、测试、键盘等。

提高时钟精度应设法提高晶体的精度。

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-西安/xinxin回复于2001-3-2123:

09:

to上海/tyw:

请较详细介绍用电台报时信号校准时钟的方法。

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-广东/晓奇回复于2001-3-2123:

50:

请到c51论坛上艘一下“时钟”，那里曾经有过一轮“博杀”

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-深圳/hunterluo回复于2001-3-2123:

53:

一般买到的通用晶体（单片机本振用）不作校准使用，精度在几十PPM，比钟表的要差些，一般通信用的晶体是5PPM，10PPM，小于2PPM，一般都要温度补尝了。

1PPM的价格在10元以上，体积一般都大很多，进口仪器用1PPM的温补晶体要一千多！

！

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-Nanjing/星星回复于2001-3-227:

52:

那儿有较便宜的1ppm晶体？

价格多少？

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-上海/tyw回复于2001-3-259:

53:

收音头可用普通外差式收音机（如有一种袖珍式的用耳塞听的调频调幅收音机就很合用）,直接从喇叭或耳机插口取出信号（可能要作一些电平调整）,输送到二个带通滤波器的输入端,一个调到1600Hz,一个调到1000Hz（最后一响）,带通可用LM567做,外围另件少.（也可用LM324做,较复杂）在时钟分计时到58分时对两个带通输出端采样,如能测出带通输出大于0.5秒就计一次数（小于0.5秒有可能是音乐声）,1600Hz计数5次,1000Hz计一次,条件满足,就对你的电子钟分十位,个位清零.如果清零前分十位为"0",则时个位不处理,分十位不为"0',则还需对时个位加"1".在每小时的58分左右能符合1600Hz大于0.5秒且连响5次再加1000Hz一次只能是报时信号.这个概率足够大了.收音机调到550KHz（中央台）,频带较宽,不易跑台,复盖面广,不用天线.用调频段,容易实现锁频,但复盖面不大（100Km方园）,郊区收不好.短波复盖面广,易锁频,但通频带窄,要天线锁相环,中波可用LM567（500K）或CD4046做,但几百pf的变容二极管不好找.短波锁相（即压控振荡器）价格较贵（20多元）.

不过我用中波试过,密封双连把拉线盘拆掉,调好频率后用高频蜡固定,用了一年很正常（室内!

）.

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-西安/xinxin回复于2001-3-2513:

34:

讲的很详细，谢谢TYW。

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-广州/jw5th回复于2001-3-264:

07:

买一只信誉不错的石英表，（年误差不超过2秒,如RADO等），其余的不必祥述了吧。

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-深圳/jasum回复于2001-3-2611:

12:

用单片机做时钟,如果用32.768KHz的晶振,再使用一个定时中断,软件处理容易,精度由硬件影响.若用其它频率作为定时器的时钟源,软件处理绝对不要引起累积误差,所以计数为循环计数,不置初值,因此装初值,加补偿绝对不可取,这是初学者常犯的错误,若无人指点,会一直被此问题困扰.

RE:

如何实现准确的电子时钟？

大家请注意，没有误差-郑州/syj回复于2001-3-2616:

44:

我来说几句，你们可以用8031的定时中断方式2

计数初值自动装入，误差当然就没有了

只不过1秒钟中断次数较频繁，对其他程序有

一点影响，我做过这么1个万年历，准确度是

DS12887的300多倍（12MHZ/32。

768KHZ）

不行给我发EMAIL

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-绵阳市/yunlong_z回复于2001-3-2620:

14:

jiangy先生：

那段程序里是不是还应该考虑ADDA,TL0和MOVTL0,A所占有的周期？

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-西安/xinxin回复于2001-3-270:

33:

实际上，初值5EE0H是理论值，象ADDA,TL0之类的固定误差可以通过对初值的微调加以修正。

如果1S的计数有500000次，可以修正到1/500000。

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-Nanjing/星星回复于2001-3-279:

59:

TOtyw:

前几声应是800Hz.

你可能调在谐波上了。

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-Nanjing/星星回复于2001-3-2710:

08:

如果真需要很高精度，

建议买个GPS接收头

它每秒都有数字输出，精度不比中央台差。

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-西安/xinxin回复于2001-3-2713:

16:

GPS的精度就高多了，但是RMB数得4位呀。

对于民用，电台校时足够了。

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-广州/vectorlee回复于2001-3-2717:

31:

程序准有个鸟用！

！

在这行谁都知道晶振没几个准！

！

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-广东/晓奇回复于2001-3-2718:

22:

醉翁之意不在酒啊，老兄。

主要是讨论编程思路、技巧。

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-广州/jw5th回复于2001-3-287:

15:

定时系数非自动重载方式的软件导致的定时误差来自两个因素：

1、定时器计数溢出后，定时器立即停止计数，要等当前正在执行的指令运行结束后的下一个机器周期，才能响应中断，每次响应前执行到哪一条指令不可预测，导致的延迟也就不可预测。

2、定时系数重载后，定时器才重新开始计数，因此而导致的延迟可以预测。

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-Lianyungang/makesoft回复于2001-3-2810:

19:

不同意楼上的说法‘定时器计数溢出后，定时器立即停止计数’。

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-广东/晓奇回复于2001-3-2813:

01:

溢出后会自动继续计数,只不过是从零开始.

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-广州/jw5th回复于2001-3-2818:

51:

Sorry,是我的错,我把其他CPU的特性搬到51来了.

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-西安/xinxin回复于2001-3-2818:

52:

定时器是独立于CPU的硬件计数器，51CPU只管理启动和装初值。

一旦定时器启动之后，就一直在计数，正象makesoft和晓奇所说的在定时器溢出后会从0重新开始计数，不存在等待问题。

定时的误差除了晶体自身的误差（主要指晶体的频率漂移误差，而晶体频率偏离标称值的固定的绝对误差是可以修正的）以外，就是来自从定时器溢出中断到装初值这段时间的误差，由于从溢出到响应中断的时间不确定，所以存在不定的误差。

还有上边提到的修正精度问题。

采用1秒装1次初值就是为了提高定时修正精度的。

在装初值时加上计数器已经计的数值，就是为了解决从定时器溢出到装初值之间的不确定误差的。

深圳/jasum的特殊晶体32768晶体选择有独到之处，免除了装初值的误差。

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-上海/tyw回复于2001-3-2819:

03:

Sorry,前几声应是800Hz.最后一响,中央台为1000Hz,上海台为1600Hz.

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-guangzhou/wuyingjie回复于2001-3-300:

53:

我曾考虑过类似的钟，用PIC单片机，双晶振，16位计数器产生秒中断，即秒误差不大于1/32786，如果有误差（肯定有），设定修正值，每天清除一次误差，每月再清一次，每年还要清一次。

这样经过几年的经验积累，这钟的准确度应该很高。

就算温度影响，一个地方每年的平均气温相差不大，就算晶振不准，这钟也都很准了。

理论上，每年误差小于1秒。

我估计10秒以内应该是不成问题的。

晶振不在于准，而在于稳。

如果高兴用个大功率（5W）电阻来恒温，也没什么难的。

当然，如果有广播对时，我上面说的也就意义不大。

美国、英国、日本、意大利等已有了实时间无线广播（每分钟一帧），中国也可能会实现的。

那时的广播钟任何时刻分钟都是准确的。

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-广州/jw5th回复于2001-4-17:

55:

在广州的朋友可以试一试接受139.000MHz的信号，每5分钟一帧，512BPS夹杂在寻呼信号中发送。

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-绵阳市/yunlong回复于2001-4-211:

05:

wuyingjie:

请问如何用大功率电阻来对晶体恒温？

请指点。

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-苏州/lyghj回复于2001-4-417:

44:

以前在《无线电》杂志（应该在85年以后，95年以前）上看到有这样一种思路：

彩色电视信号的副载波信号要求要有很高的稳定性，CCTV的电视信号中的副载波好象是用原子钟稳频的。

所以可以利用这个信号来稳定时钟，不过这样虽然收音头可以省掉了，但要多加了个高频头和相应的中放电路。

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-广东/晓奇回复于2001-4-417:

50:

可以选择合适的ptc恒温吧？

lm399稳压源好像就有恒温电路

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-深圳/小麦回复于2001-5-2123:

01:

经过这番讨论,我想大家都懂了,我真是收益不少呀!

RE:

如何实现准确的电子时钟？

-西安/xinxin回复于2001-5-221:

02:

还有人来E-MAIL问调节精度问题，回答如下：

（以6MHZ晶体为例）

采用方式1定时1S=10*（65536-15536）*2US，如果初值15536修改1时，调节量为1S/50000，一天就是1.

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