网络同步电子钟
目 录
1 概要 1
1.1 引言 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 研究意义 3
2 系统设计 3
2.1 总体概述 3
2.2 显示部分 3
2.3 硬件部分 6
2.3.1 WiFi模块 7
2.3.2 显示模块 8
2.3.3 时钟电路 9
2.4 软件部分 11
2.4.1 主程序设计 12
2.4.2 时间读写程序设计 12
2.4.3 触摸信号的坐标采集与转换程序设计 15
2.4.4 LCD显示程序设计 16
2.4.5 时间同步程序设计 18
2.4.6 系统设置程序 19
3 系统调试 20
3.1 系统各部分连接说明 20
3.2 系统调试 21
3.2.1 硬件调试 21
3.2.2 软件调试 22
3.2.3 总体调试 24
结 论 26
致 谢 27
参 考 文 献 28
1 概要
1.1 引言
上世纪兴起的机械钟以机械振动系统为时间基准，实现对时间的计量，其误差可达到一天一分钟左右，伴随着 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: *351916072*
人们对时间的精度要求的提高，人们在钟表的显示上又加入了分针跟秒针，能够更加直观的了解当前时间。进而，在机械钟的基础上出现的由电池或直流电源作为供电源的电子钟，一天内的误差大概在几秒钟[2]。
作为数字通信网络技术的基础，随着通信网络的发展，时钟同步技术的发展也随之进步。随着电子通信推进的信息时代的发展，电子钟逐渐取代传统的机械钟[2]。相比传统的机械时钟，现代的电子时钟有精度高、成本低、体积可小等诸多优点。因此，电子钟是符合信息技术时代需要的产品。
电子技术与嵌入式系统的发展为人们的生活带来了很大的便捷，人们的生活设施都含有由MCU或MPU作为控制器，进行智能控制和管理的单元，进而家居电器的智能化得到了快速发展。其中钟表设计的时钟基准主要是由高精度晶振电路实现的，虽然提高了抵挡钟表的走时精度，但还存在一定误差，其中，在环境变化大时误差尤为明显，给人们日常生活带来了很多不便。因此时钟的自动校时这一功能将是智能钟表的基本功能。同时，钟表大多在室内使用，不便以卫星定位系统作为同步的基准时钟，由于计算机网络现在已广泛普及，大部分生活和工作的地方都有计算机网络覆盖，因此设计一个基于网络时钟同步的电子钟是切实可行的也是符合实际需要的。
另一方面，人机交互技术是一种研究人和计算机以及他们之间相互影响的技术[3]触摸屏这种作为更加直接的人机交互方式现在已经被广泛应用于工业、医疗、通信领域的控制、信息查询及其他方面，并且具有坚固耐用、反应灵敏、节省空间、易于交流等许多优点[4][5]。并且如今市场上有很多种类的触摸屏,其中主要分为有多点触摸功能的和不具有该功能的触摸屏[15]。其中应用最广泛的是电阻式触摸屏,它的研究也是最广泛的[15]。
1.2 国内外研究现状
我国的通信方面的技术已经整体实现的数字化，为了满足当前用户的需求，提高网络的速度与质量，高精度的时间同步技术越来越必不可少[13]。时间同步有不同的参照体系UT1、TAI、UTC等[3]。其中UTC被称为绝对时间，在我国北京时间是全国使用的时间，它是以UTC为基准向外发布的，因此与UTC基本保持一致。由于电信网自身无法没有能力提供UTC时间标准，又要尽可能的提供更为精准的时间标准，故主要建立时间同步网以存储UTC提供的绝对时间，进而实时传送给电信网里面各种设备[7]。
在国外，美国，加拿大和日本建立了属于他们各自的时间同步网，这种同步网是以准同步传输系统的为基础建立的，具有很高的时间精度[8]。欧洲在80年代末对这种同步网进行研究学习，进行了很多的现场试验并且为下一步发展制定了各种方案，终于也建立了属于自己的时间同步网。在国内中国移动，中国电信和中国联通也建设了各自的全国同步主干网在上世纪90年代后期。通过对国内外数字同步网现状的分析，已建立的数字同步网有两点不同的地方：第一就是欧美和日本是用大规模的PDH网络来建立自己的时间同步网，而我国则是用很少的的PDH网络为基础，主要选择发展SDH同步传输系统，迅速发展，并且一步一步取代之前的PDH网络；其二，我国大部分使用的是GPS作为时间同步的基准，但是由于考虑到安全因素，需要规划属于自己的安全的同步网络，所以建设了以铯钟源为链接，连接全国，进而形成独特的时间同步网提供时间信息[7]，又因为我国国土面积广大，且当前人们对时间同步的需求不断提高，太长的链路会导致同步存在误差，所以需要减少链路长度，也就是说需要建立很多的铯钟源[7]。
我们知道，一个比较完善的时间矫正同步体系，需要考虑的因素显然并不是单方面的，往往包括业务方面的具体要求，产品的具体性能参数。当然，制作它所需要的花费，产品是否安全可靠也是必须要考虑的。其中，对于不同的地区，肯定会存在一些地理差异，并且不同的运营商的管理方式也不尽相同。这种差异性就要求我们运用主同步还有就是被称为外部基准同步的这种特定的方法来实现。在中国，广泛采用的是GPS系统，由于它不是本国自主研制，所以在安全问题上得不到充分的保证。从而这种定位系统在实际应用中一般不单独使用，而是配合一套独立运行的原子时钟组合，这就使得不会在定位系统在出现异常的情况下，出现失联的情况。在现如今国内通信技术飞速发展的带动下，北斗卫星系统问世了，它解决了我国在这片领域知识经验匮乏的现状，并伴随着我国的大力支持和投入而逐步取代原先的GPS同步体系，相信在未来会取得令人瞩目的成就[7]。由于电子技术的飞速发展，触控技术面世并且逐步趋向成熟，所以这一技术也很快被应用于各个领域，并且受到广大用户的喜爱和好评[13]。这项技术起初是产生于欧洲，进而在亚洲蓬勃发展。触控技术的原理分类有很多，广为人知的有基于电容的，有的是以电阻为基础的，更高端的也有使用声波和红外的，总之，种类繁多[12]。由于考虑到成本等等因素，所以电容式是我们最长见到的。随着技术的发展，更考虑到美观的因素，之前的外置式逐渐被嵌入式所取代，触控的方式也趋于多元化，人性化，这使得操作更加方便自由[6]。配合单片机读取触摸屏X轴、Y轴的数据，并且发送数据[9][14]。使人机交互界面更加简单，也更加友好。
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