基於北鬥系統的軍用標準時鐘的製作方法
2023-06-17 22:14:31 1
專利名稱：基於北鬥系統的軍用標準時鐘的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種數字電子鐘，尤其涉及一種基於北鬥系統的軍用標準時鐘。
背景技術：
數字電子鐘是一個將「時」，「分」，「秒」顯示於人的視覺器官的計時裝置。它的計 時周期為M小時，顯示滿刻度為23時59分59秒，因此，一個基本的數字鐘電路主要由譯 碼顯示器、「時」，「分」，「秒」計數器、校時電路和振蕩器組成。主電路系統由秒信號發生器、 「時、分、秒」計數器、解碼器及顯示器、校時電路等組成。秒信號發生器是整個系統的時基信 號，它直接決定計時系統的精度，一般用石英晶體振蕩器加分頻器來實現。將標準秒信號送 入「秒計數器」，「秒計數器」採用60進位計數器，每累計60秒發出一個「分脈衝」信號，該 信號將作為「分計數器」的時鐘脈衝。「分計數器」也採用60進位計數器，每累計60分鐘， 發出一個「時脈衝」信號，該信號將被送到「時計數器」。「時計數器」採用M進位計時器，可 實現對一天M小時的累計。解碼顯示電路將「時」、「分」、「秒」計數器的輸出狀態用七段顯 示解碼器解碼，通過七段顯示器顯示出來。校時電路時用來對「時」、「分」、「秒」顯示數字進 行校對調整。然而，目前的數字電子鐘的時間校準通常採用人工對表的方式來完成，因此， 其時間校準不夠精確，其時間顯示自然不夠準確。
實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種顯示精度高的軍用標準時鐘。為達到上述目的，本實用新型提供了一種基於北鬥系統的軍用標準時鐘，包括電 源模塊、MCU控制單元、LED驅動電路、軍用標準時間LED顯示屏、作戰時間LED顯示屏、作戰 時間按鍵單元和電源模塊，還包括BD單向授時單元，其中所述電源模塊，用於向所述MCU控制單元供電；所述BD單向授時單元，用於接收北鬥系統實時廣播的衛星信號，根據所述衛星信 號計算出本地的UTC時間，並輸出對應的軍用標準時間信息和IPPS信號至所述MCU控制單 元；作戰時間按鍵單元，用於設定作戰時間信息，並將所述作戰時間信息發送至所述 MCU控制單元；所述MCU控制單元，用於根據所述軍用標準時間信息和所述IPPS信號計算時間的 步進，生成實時軍用標準時間信息，並將所述實時軍用標準時間信息發送到所述LED驅動 電路，由所述LED驅動電路將所述實時軍用標準時間信息解碼後在所述軍用標準時間LED 顯示屏上實時顯示對應的軍用標準時間；如果所述MCU控制單元收到所述作戰時間按鍵單 元發送的作戰時間信息，則將其發送到所述LED驅動電路，由所述LED驅動電路將所述作戰 時間信息解碼後在所述作戰時間LED顯示屏上實時顯示對應的作戰時間。本實用新型的基於北鬥系統的軍用標準時鐘，所述電源模塊包括開關電源單元、 過壓/過流保護單元、電源與電池管理單元和後備電池，其中[0010]所述開關電源單元，用於將輸入的外接220V交流電變換成12V直流電發送至所述 過壓/過流保護單元；所述過壓/過流保護單元，用於對所述12V直流電進行過壓保護和過流保護處理， 防止所述12V直流電出現過流或過壓，並將處理後的12V直流電發送到所述電源與電池管
理單元；所述電源與電池管理單元，用於將所述過壓/過流保護單元發送的12V直流電變 換為所述MCU控制單元所需的5V、3. 3V直流電，並為所述後備電池充電；當外接電源斷電 時，啟動所述後備電池為所述MCU控制單元供電。本實用新型的基於北鬥系統的軍用標準時鐘，還包括所述RTC守時單元，用於跟蹤所述MCU控制單元向所述LED驅動電路發送的實時 軍用標準時間信息和作戰時間信息；當外接電源斷電，而由所述後備電池為所述MCU控制 單元供電時，由所述MCU控制單元讀取所述RTC守時單元跟蹤的實時軍用標準時間信息和 作戰時間信息，維持所述實時軍用標準時間信息和所述作戰時間信息的步進。本實用新型的基於北鬥系統的軍用標準時鐘，還包括紅外按鍵遙控單元，用於遠距離設定作戰時間信息，並將所述作戰時間信息發送 至所述MCU控制單元。本實用新型的基於北鬥系統的軍用標準時鐘，還包括系統狀態指示燈，用於接收所述MCU控制單元發送的狀態信號，實時顯示系統的 工作狀態。本實用新型的基於北鬥系統的軍用標準時鐘，所述MCU控制單元包括型號為 MSP430F5438的單片機晶片及其外圍電路，所述BD單向授時單元包括型號為TH-Il 100-A/P的 BD_SS晶片及其外圍電路，所述RTC守時單元包括型號為M41T81的RTC晶片其外圍電路。本實用新型的基於北鬥系統的軍用標準時鐘包含有BD單向授時單元，該BD單向 授時單元可接收北鬥系統實時廣播的衛星信號，根據衛星信號計算出本地的UTC時間，並 輸出對應的軍用標準時間信息和IPPS信號至MCU控制單元，可見，整個基於北鬥系統的軍 用標準時鐘的顯示時間基準來源於實時的精度極高的北鬥系統的衛星信號，因此，該基於 北鬥系統的軍用標準時鐘的顯示時間不需要人工校準，且準確度和精度極高。
圖1為本實用新型的基於北鬥系統的軍用標準時鐘的電路框圖；圖2為本實用新型的基於北鬥系統的軍用標準時鐘的MCU控制單元的電路原理 圖；圖3為本實用新型的基於北鬥系統的軍用標準時鐘的RTC守時單元的電路原理 圖；圖4為本實用新型的基於北鬥系統的軍用標準時鐘的BD單向授時單元的電路原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行詳細描述[0026]參考圖1，本實用新型的基於北鬥系統的軍用標準時鐘包括軍用標準時間LED顯 示屏1、作戰時間LED顯示屏2、LED驅動電路3、MCU控制單元4、由開關電源6、過壓/過流 保護的單元7、電源與電池管理單元8和後備電池9組成的電源模塊、系統狀態指示燈10、 BD單向授時單元11、RTC守時單元12、作戰時間按鍵單元13和紅外按鍵遙控單元14。其 中BD單向授時單元11，用於接收北鬥系統實時廣播的衛星信號，根據該衛星信號計 算出當地UTC時間，並輸出對應的軍用標準時間信息和IPPS信號至MCU控制單元4，該BD 單向授時單元11可將將時間精度提高到ns量級。作戰時間按鍵單元13，用於設定作戰時 間信息，並將作戰時間信息發送至MCU控制單元4，其包括設置鍵、右移鍵、增加鍵、減少鍵。 MCU控制單元4，用於根據軍用標準時間信息和IPPS信號計算時間的步進，生成實時軍用標 準時間信息，並將實時軍用標準時間信息發送到LED驅動電路3，由LED驅動電路3將實時 軍用標準時間信息解碼後在軍用標準時間LED顯示屏1上實時顯示對應的軍用標準時間， 例如顯示年、月、日、時、分、秒。如果MCU控制單元4收到作戰時間按鍵單元13或紅外按鍵 遙控單元14發送的作戰時間信息，則將其發送到LED驅動電路3，由LED驅動電路3將作戰 時間信息解碼後在作戰時間LED顯示屏2上實時顯示對應的作戰時間。開關電源單元6，用 於將輸入的外接220V交流電變換成12V直流電發送至過壓/過流保護單元7。過壓/過流 保護單元7，用於對12V直流電進行過壓保護和過流保護處理，防止12V直流電出現過流或 過壓，並將處理後的12V直流電發送到電源與電池管理單元8。電源與電池管理單元8，用 於將過壓/過流保護單元7發送的12V直流電變換為MCU控制單元4所需的5V、3. 3V直流 電，並為後備電池9充電。當外接電源斷電時，啟動後備電池9為MCU控制單元4供電。RTC 守時單元12，用於跟蹤MCU控制單元4向LED驅動電路3發送的實時軍用標準時間信息和 作戰時間信息；當外接電源斷電時，由後備電池9為MCU控制單元4供電時，MCU控制單元 4讀取RTC守時單元12跟蹤的實時軍用標準時間信息和作戰時間信息，維持實時軍用標準 時間信息和作戰時間信息的步進，從而保證了保證時間信息的連續步進，可靠性高。紅外按 鍵遙控單元14，用於遠距離設定作戰時間信息，並將作戰時間信息發送至MCU控制單元4。 系統狀態指示燈10，用於接收MCU控制單元4發送的狀態信號，實時顯示系統的工作狀態， 如電源供電、電池供電、時間同步、天線故障、秒訊等。如圖2至圖4所示，上述MCU控制單元4優選低功耗單片機MSP430FM38晶片及其 外圍電路，上述BD單向授時單元11優選型號為TH-11100-A/P的BD_SS晶片及其外圍電路， RTC守時單元12優選M41T81晶片及其外圍電路，該M41T81晶片的第3管腳外接有3V BATT 電池，其中，MSP430FM38晶片的第22管腳、第60管腳、第67管腳、第72管腳、第73管腳對 應與BD_SS晶片的第5管腳、第3管腳、第8管腳、第6管腳、第4管腳連接。MSP430FM38 晶片的第23管腳、第34管腳、第35管腳對應與M41T81晶片的第7管腳、第6管腳、第5管 腳連接。以上的實施例僅僅是對本實用新型的優選實施方式進行描述，並非對本實用新型 的範圍進行限定，在不脫離本實用新型設計精神的前提下，本領域普通工程技術人員對本 實用新型的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本實用新型的權利要求書確定的保 護範圍內。
權利要求1.一種基於北鬥系統的軍用標準時鐘，包括電源模塊、MCU控制單元、LED驅動電路、軍 用標準時間LED顯示屏、作戰時間LED顯示屏、作戰時間按鍵單元和電源模塊，其特徵在於， 還包括BD單向授時單元，其中所述電源模塊，用於向所述MCU控制單元供電；所述BD單向授時單元，用於接收北鬥系統實時廣播的衛星信號，根據所述衛星信號計 算出本地的UTC時間，並輸出對應的軍用標準時間信息和IPPS信號至所述MCU控制單元；作戰時間按鍵單元，用於設定作戰時間信息，並將所述作戰時間信息發送至所述MCU 控制單元；所述MCU控制單元，用於根據所述軍用標準時間信息和所述IPPS信號計算時間的步 進，生成實時軍用標準時間信息，並將所述實時軍用標準時間信息發送到所述LED驅動電 路，由所述LED驅動電路將所述實時軍用標準時間信息解碼後在所述軍用標準時間LED顯 示屏上實時顯示對應的軍用標準時間；如果所述MCU控制單元收到所述作戰時間按鍵單元 發送的作戰時間信息，則將其發送到所述LED驅動電路，由所述LED驅動電路將所述作戰時 間信息解碼後在所述作戰時間LED顯示屏上實時顯示對應的作戰時間。
2.根據權利要求1所述的基於北鬥系統的軍用標準時鐘，其特徵在於，所述電源模塊 包括開關電源單元、過壓/過流保護單元、電源與電池管理單元和後備電池，其中所述開關電源單元，用於將輸入的外接220V交流電變換成12V直流電發送至所述過壓 /過流保護單元；所述過壓/過流保護單元，用於對所述12V直流電進行過壓保護和過流保護處理，防止 所述12V直流電出現過流或過壓，並將處理後的12V直流電發送到所述電源與電池管理單 元；所述電源與電池管理單元，用於將所述過壓/過流保護單元發送的12V直流電變換為 所述MCU控制單元所需的5V、3. 3V直流電，並為所述後備電池充電；當外接電源斷電時，啟 動所述後備電池為所述MCU控制單元供電。
3.根據權利要求2所述的基於北鬥系統的軍用標準時鐘，其特徵在於，還包括所述RTC守時單元，用於跟蹤所述MCU控制單元向所述LED驅動電路發送的實時軍用標準時間信息和作戰時間信息；當外接電源斷電，而由所述後備電池為所述MCU控制單元 供電時，由所述MCU控制單元讀取所述RTC守時單元跟蹤的實時軍用標準時間信息和作戰 時間信息，維持所述實時軍用標準時間信息和所述作戰時間信息的步進。
4.根據權利要求3所述的基於北鬥系統的軍用標準時鐘，其特徵在於，還包括紅外按鍵遙控單元，用於遠距離設定作戰時間信息，並將所述作戰時間信息發送至所 述MCU控制單元。
5.根據權利要求4所述的基於北鬥系統的軍用標準時鐘，其特徵在於，還包括系統狀態指示燈，用於接收所述MCU控制單元發送的狀態信號，實時顯示系統的工作狀態。
6.根據權利要求5所述的基於北鬥系統的軍用標準時鐘，其特徵在於，所述MCU控制單 元包括型號為MSP430FM38的單片機晶片及其外圍電路，所述BD單向授時單元包括型號為 TH-11100-A/P的BD_SS晶片及其外圍電路，所述RTC守時單元包括型號為M41T81的RTC芯 片其外圍電路。
專利摘要本實用新型公開了一種基於北鬥系統的軍用標準時鐘，包括電源模塊、MCU控制單元、LED驅動電路、軍用標準時間LED顯示屏、作戰時間LED顯示屏、作戰時間按鍵單元和電源模塊，還包括BD單向授時單元，該BD單向授時單元接收北鬥系統實時廣播的衛星信號，根據衛星信號計算出本地的UTC時間，並輸出對應的軍用標準時間信息和1PPS信號至MCU控制單元，可見，整個基於北鬥系統的軍用標準時鐘的顯示時間基準來源於實時的精度極高的北鬥系統的衛星信號，因此該基於北鬥系統的軍用標準時鐘的顯示時間不需要人工校準，且準確度和精度極高。
文檔編號G04G5/00GK201876678SQ20102051655
公開日2011年6月22日 申請日期2010年9月3日 優先權日2010年9月3日
發明者劉忠華, 塔斯格, 蔡亮, 龔力 申請人:北鬥天匯(北京)科技有限公司