用8031控制机械钟表精确走时

　　机械钟表的准确走时存在一些问题。例如巨型建筑用钟(塔钟)、站台双面钟等公共场所使用的指针式钟表，因长时间工作，日积月累的走时误差往往超过几分钟，而人工调整又不方便，利用单片机对机械钟表走时控制，实现机械指针的自动校正就显得十分必要的，本文介绍一种利用单片机8031控制机械钟表精确走时的实现方法。

　　一、8031对钟表走时的控制方法

　　8031单片机对机械钟表走时控制的一种电路结构如图1。图中，晶振电路产生非常准确的时钟信号(4.i943O4MHz)，经19次和22次分频后产生SHz和iHz信号。钟表正常走时由IHz信号驱动步进电机，1秒钟步进电机动作一次，钟表指针走动一秒间隔，钟表快追针用SHz信号驱动步进电机，为正常走时的8倍。钟表停止走针时两个信号均不通过，钟表指针不受驱动。走时控制电路采用简单的与或门实现，用两位数据信号D1、D0分别控制SHz和IHz信号。8031CPU是控制核心，EPROM用于存放固化程序。标准时间电路采用精确的实时钟集成电路(如DS1216，MCi46sis等)提供一天的标准时间，与指针指示时间比较，决定钟表指针正常走、快走或停走。按键开关和显示电路用于对8031输人控制命令和数据，并显示标准时间。指针指示时间电路指示钟表盘面时针指出的整点时间，由12进制计数器对分针整时反馈信号计数实现。

　　分针整时反馈信号是这样提供的:在分针走到整点时触动一轻触开关，轻触开关的触动闭合信号通过光电藕合电路送到12进制计数器，其计数值表示指针指示时间。这部分电路如图2。

图2

　　图中，K是轻触开关，Kl是手动调整开关。12进制计数器由两片十进制计数器40192ICI、ICZ采用反馈预置实现。计数值为1，2，……，12用于表示时针指示小时数。指针指示时间的显示由两块LED数码块完成，两片45nIC3、IC4完成七段译码和LED显示驱动。ICS和4012为四与或非门。8031通过IC674LS245读取指针指示时间值。

　　二、8031对走时控制编程

　　从以上电路结构看出，8031对走时控制编程实质是确定D₁D₀。在钟表正常工作时，8031定时对标准时间和指针指示时间小时数进行比较，当指针指示时间与标准时间相等时正常走时，D₁D₀=01;当指针指示时间比标准时间快1小时时指针停走，D1D0=00;当指针指示时间比标准时间慢(或快1小时以上)时指针快走，D₁D₀=10。

　　为了使指针追针时追上标准时间小时数以后能够继续追针。直至追上标准时间的分秒数，设一追针标志F。当指针追针时置F~1，在指针追上标准时间小时数时清掉此标志F~0，同时记下此时标准时间的分秒数并换算成秒数，用两字节数保存起来，作为继续追针的初始时间差△t。追针是正常走时的8倍速，继续追针时间t由下式确定: