DCF-77 Empfang zu Fuß

**rogerberglen** · 06.04.2013, 15:57

Hallo,
ich beschäftige mich zur Zeit mit der Decodierung des DCF-77 Signals. Um ein besseres Verständniss dafür zu bekommen habe ich mir mal einen Beispielcode heruntergeladen um darin die einzelnen Schritte nachvollziehen zu können.
Soweit habe ich auch den Weg der Decodierung verstanden.
Wo ich leider noch nicht dahintergekommen bin, ist das der Beispielcode die richtige Uhrzeit und das Datum anzeigt. Aber auch ab und an dann plötzlich z.B. statt: 16:55:30 Sa 06.04.13 dann 02:45:50 Do 06.09.26 anzeigt. Nach ein paar Minuten dann stimmt die Anzeige wieder.
Hier mal den Code den ich dafür hergenommen habe:

Code:

$regfile = "m32def.dat"
$crystal = 8000000

Signal Alias Pind.7
Config Signal = Input
'Portd.5 = 1

On Timer0 Kurzzeit
On Timer1 Sekundentakt

Config Timer0 = Timer , Prescale = 1024
Enable Timer0

Config Timer1 = Timer , Prescale = 1024
Enable Timer1
Enable Interrupts

Config Lcdbus = 4
Config Lcd = 16 * 2
Config Lcdpin = Pin , Db4 = Porta.2 , Db5 = Porta.3 , Db6 = Porta.4 , Db7 = Porta.5 , E = Porta.1 , Rs = Porta.0
Cls
Cursor Off

Dim I As Byte

Dim A As Byte
Dim B As Byte
Dim C As Byte

Dim Sep As String * 1

Dim H As String * 8
Dim H1 As String * 8
Dim H2 As String * 8

Dim Fehler As Byte
Dim Paritaet As Single:                                                         'Der Wert der auf Paritaet getest wird
Dim Pbit As Byte:                                                               'Das Ergbnis des Paritaetstest
                                                             ' 0: gerade, 1:ungerade
Dim Preload0 As Word
Dim Preload1 As Word

Dim Bitnummer As Byte
Dim Einbit As Byte
Dim Zaehler As Word
Dim Azaehler As Word
Dim Z(10) As Word:                                                              ' Zehn Signalzeiten zur Ermittlung der Vergleichszeit V.
Dim V As Word:                                                                  ' V= 1,5 * kürzeste Zeit

Dim Sekunden As Byte
Dim Minuten As Byte
Dim Stunden As Byte

Dim Wtag As Byte
Dim Wota(7) As String * 2

Dim Tag As Byte
Dim Monat As Byte
Dim Jahr As Byte

Dim Psekunden As Byte
Dim Pminuten As Byte
Dim Pstunden As Byte
Dim Pwtag As Byte
Dim Ptag As Byte
Dim Pmonat As Byte
Dim Pjahr As Byte

'-----------------------------------------------------------------------------
'Hauptprogramm
Gosub Init

Do
   Gosub Stellen
Loop
'-----------------------------------------------------------------------------
Init:

Wota(1) = "Mo"
Wota(2) = "Di"
Wota(3) = "Mi"
Wota(4) = "Do"
Wota(5) = "Fr"
Wota(6) = "Sa"
Wota(7) = "So"

Wtag = 1

Preload1 = 57724 :                                                              'Timer1,1 Sekunde
Preload0 = 178:                                                                 'Timer0,1/100 Sekunde
Timer1 = Preload1

While V < 1
   For I = 1 To 10
      Do
      Loop Until Signal = 1

      Timer0 = Preload0
      Zaehler = 0

      Do
      Loop Until Signal = 0
      Z(i) = Zaehler
   Next I

   For I = 1 To 10
      If Z(i) < Z(1) Then
         Swap Z(1) , Z(i)
      End If
   Next I

   V = Z(1) / 2
   V = V + Z(1)
Wend

Return
'-----------------------------------------------------------------------------
Stellen:

Gosub Synchro
If Fehler > 0 Then Goto Stellende

Gosub Holebit
If Fehler > 0 Then Goto Stellende
Gosub Synchro
If Fehler > 0 Then Goto Stellende

If Pstunden > 23 Then Fehler = 1
If Pminuten > 59 Then Fehler = 1

If Pwtag < 1 Then Fehler = 1
If Pwtag > 7 Then Fehler = 1

If Ptag < 1 Then Fehler = 1
If Ptag > 31 Then Fehler = 1

If Pmonat < 1 Then Fehler = 1
If Pmonat > 12 Then Fehler = 1

If Fehler > 0 Then Goto Stellende

Stunden = Pstunden
Minuten = Pminuten
Sekunden = 0

Wtag = Pwtag
Tag = Ptag
Monat = Pmonat
Jahr = Pjahr

Stellende:
Return
'-----------------------------------------------------------------------------
Synchro:
'Minutensyncronisation abwarten
   Fehler = 0
Do
   Zaehler = 0
   Timer0 = Preload0

   While Signal = 0
      If Zaehler > 1000 Then
         Fehler = 1:                                                            'kein Empfang
         Exit While
      Else
         Fehler = 0
      End If
   Wend

Loop Until Zaehler > 130

Return
'-----------------------------------------------------------------------------
Holebit:
'Das Zeittelegramm einlesen
For Bitnummer = 0 To 58
   Do
   Loop Until Signal = 1
   Azaehler = Zaehler

   Timer0 = Preload0
   Zaehler = 0

   Do
   Loop Until Signal = 0
   Azaehler = Zaehler
'   If Azaehler < 11 Then
    If Azaehler < V Then
      'Low
      Einbit = 0
   Else
      'High
      Einbit = 1
   End If
   Select Case Bitnummer

   'Test auf LCD-Display

   Case Is = 21
      Paritaet = Einbit
      Pminuten = Einbit
   Case Is = 22
      Paritaet = Paritaet + Einbit
      Einbit = 2 * Einbit
      Pminuten = Pminuten + Einbit
   Case Is = 23
      Paritaet = Paritaet + Einbit
      Einbit = 4 * Einbit
      Pminuten = Pminuten + Einbit
   Case Is = 24
      Paritaet = Paritaet + Einbit
      Einbit = 8 * Einbit
      Pminuten = Pminuten + Einbit
   Case Is = 25
      Paritaet = Paritaet + Einbit
      Einbit = 10 * Einbit
      Pminuten = Pminuten + Einbit
   Case Is = 26
      Paritaet = Paritaet + Einbit
      Einbit = 20 * Einbit
      Pminuten = Pminuten + Einbit
   Case Is = 27
      Paritaet = Paritaet + Einbit
      Einbit = 40 * Einbit
      Pminuten = Pminuten + Einbit
   Case Is = 28
      Gosub Ptest :                                                             'Paritaetsprüfung
      If Fehler = 1 Then
         Fehler = 2
      End If

   Case Is = 29
      Paritaet = Einbit
      Pstunden = Einbit
   Case Is = 30
      Paritaet = Paritaet + Einbit
      Einbit = 2 * Einbit
      Pstunden = Pstunden + Einbit
   Case Is = 31
      Paritaet = Paritaet + Einbit
      Einbit = 4 * Einbit
      Pstunden = Pstunden + Einbit
   Case Is = 32
      Paritaet = Paritaet + Einbit
      Einbit = 8 * Einbit
      Pstunden = Pstunden + Einbit
   Case Is = 33
      Paritaet = Paritaet + Einbit
      Einbit = 10 * Einbit
      Pstunden = Pstunden + Einbit
   Case Is = 34
      Paritaet = Paritaet + Einbit
      Einbit = 20 * Einbit
      Pstunden = Pstunden + Einbit
   Case Is = 35
      Gosub Ptest :                                                             'Paritaetsprüfung
      If Fehler = 1 Then
         Fehler = 3
      End If

   Case Is = 36
      Paritaet = Einbit
      Ptag = Einbit
   Case Is = 37
      Paritaet = Paritaet + Einbit
      Einbit = 2 * Einbit
      Ptag = Ptag + Einbit
   Case Is = 38
      Paritaet = Paritaet + Einbit
      Einbit = 4 * Einbit
      Ptag = Ptag + Einbit
   Case Is = 39
      Paritaet = Paritaet + Einbit
      Einbit = 8 * Einbit
      Ptag = Ptag + Einbit
   Case Is = 40
      Paritaet = Paritaet + Einbit
      Einbit = 10 * Einbit
      Ptag = Ptag + Einbit
   Case Is = 41
      Paritaet = Paritaet + Einbit
      Einbit = 20 * Einbit
      Ptag = Ptag + Einbit

   Case Is = 42
      Paritaet = Paritaet + Einbit
      Pwtag = Einbit
   Case Is = 43
      Paritaet = Paritaet + Einbit
      Einbit = 2 * Einbit
      Pwtag = Pwtag + Einbit
   Case Is = 44
      Paritaet = Paritaet + Einbit
      Einbit = 4 * Einbit
      Pwtag = Pwtag + Einbit

   Case Is = 45
      Paritaet = Paritaet + Einbit
      Pmonat = Einbit
   Case Is = 46
      Paritaet = Paritaet + Einbit
      Einbit = 2 * Einbit
      Pmonat = Pmonat + Einbit
   Case Is = 47
      Paritaet = Paritaet + Einbit
      Einbit = 4 * Einbit
      Pmonat = Pmonat + Einbit
   Case Is = 48
      Paritaet = Paritaet + Einbit
      Einbit = 8 * Einbit
      Pmonat = Pmonat + Einbit
   Case Is = 49
      Paritaet = Paritaet + Einbit
      Einbit = 10 * Einbit
      Pmonat = Pmonat + Einbit

   Case Is = 50
      Paritaet = Paritaet + Einbit
      Pjahr = Einbit
   Case Is = 51
      Paritaet = Paritaet + Einbit
      Einbit = 2 * Einbit
      Pjahr = Pjahr + Einbit
   Case Is = 52
      Paritaet = Paritaet + Einbit
      Einbit = 4 * Einbit
      Pjahr = Pjahr + Einbit
   Case Is = 53
      Paritaet = Paritaet + Einbit
      Einbit = 8 * Einbit
      Pjahr = Pjahr + Einbit
   Case Is = 54
      Paritaet = Paritaet + Einbit
      Einbit = 10 * Einbit
      Pjahr = Pjahr + Einbit
   Case Is = 55
      Paritaet = Paritaet + Einbit
      Einbit = 20 * Einbit
      Pjahr = Pjahr + Einbit
   Case Is = 56
      Paritaet = Paritaet + Einbit
      Einbit = 40 * Einbit
      Pjahr = Pjahr + Einbit
   Case Is = 57
      Paritaet = Paritaet + Einbit
      Einbit = 80 * Einbit
      Pjahr = Pjahr + Einbit
   Case Is = 58
      Gosub Ptest :                                                             'Paritaetsprüfung
      If Fehler = 1 Then
         Fehler = 4
      End If

   End Select
Next Bitnummer
Return
'-----------------------------------------------------------------------------
Ptest:
'Paritaetstest
Paritaet = Paritaet / 2
Paritaet = Frac(paritaet)
If Paritaet = 0 Then
   Pbit = 0:                                                                    'gerade Parität
Else
   Pbit = 1 :                                                                   'Ungerade Parität
End If

If Einbit = Pbit Then
   nop
Else
   Fehler = 1
End If

Return
'-------------------------------------------------------------
Form:

H = Str(a)
H = "0" + H
H1 = Right(h , 2)
H1 = H1 + Sep
H2 = H1

H = Str(b)
H = "0" + H
H1 = Right(h , 2)
H1 = H2 + H1
H1 = H1 + Sep
H2 = H1

H = Str(c)
H = "0" + H
H1 = Right(h , 2)
H1 = H2 + H1
H = H1
Return
'-------------------------------------------------------------
Sekundentakt:
    Timer1 = Preload1
    Incr Sekunden
    If Sekunden > 59 Then
      Sekunden = 0
      Incr Minuten
      If Minuten > 59 Then
         Minuten = 0
         Incr Stunden
         If Stunden > 23 Then
            Stunden = 0
            Incr Tag
            If Tag > 31 Then
               Tag = 0
               Incr Monat
               If Monat > 12 Then
                  Monat = 0
                  Incr Jahr
                  If Jahr > 99 Then
                     Jahr = 0
                  End If
               End If
            End If
         End If
      End If
    End If
    Cls

   A = Stunden : B = Minuten : C = Sekunden : Sep = ":"
   Gosub Form
   Locate 1 , 5
   Lcd H

   A = Tag : B = Monat : C = Jahr : Sep = "."
   Gosub Form
   Locate 2 , 9
   Lcd H

   Locate 2 , 1
   Lcd Wota(wtag)

Return
'-----------------------------------------------------------------------------
Kurzzeit:
   Timer0 = Preload0
   Incr Zaehler
Return
'-----------------------------------------------------------------------------
End

Wäre schön wenn mir da Jemand weiterhelfen könnte. Auch habe ich noch keinen so richtigen Ansatz um in diesen Code noch eine RTC (DS1307) einzubinden m von dieser die Uhrzeit anzeigen zu lassen. Oder ist da besser wenn man die Softclock (geht ziemlich ungenau) immer wieder aus dem RTC syncronisiert? Oder kann man per Interrupt (Sekundentakt aus der RTC) die RTC Sekündlich auslesen und die Infos auf dem LCD anzeigen.
Zu einem späteren Zeitpunkt dann, wenn das Alles per LCD korrekt und zuverlässig funktioniert, soll das Ganze dann auf Dot-Matrix/7-Segment Anzeigen ausgegeben werden.
Die Schaltung für die LED-Anzeigen steht schon und wurde auch schon testweise mit statischen Anzeigen in Betrieb genommen.

**Besserwessi** · 06.04.2013, 18:46

Offenbar ist der Empfang noch nicht so super zuverlässig. Der gezeigte Fehler spricht dafür, das durch Störungen die Zählung der Bits etwas durcheinander gerät, und nicht nur einzelne Bits falsch Empfangen werden. Gelegentliche Fehler kommen beim DCF77 Empfang sogar bei kommerziellen Uhren vor, was besonders ärgerlich ist, weil da der Empfang oft nur 1-2 mal am Tag erfolgt und die Zeit dann den ganzen Tag falsch ist. Vor allem bei Netzbetrieb kann man es sich leisten eine zweifelhafte Messung einfach zu ignorieren, und dann halt später zu synchronisieren.

In dem Programm sind noch ein paar Punkte nicht wirklich gut:
1) Die Timer nutzen einen Preload von Hand statt des CTC modes. Die Hardware kann das besser, auch wenn das bei einem Vorteiler von 1024 nicht so kritisch ist.
2) Im Sekunden Interrupt (Timer 1) wird auch die LCD Ausgabe gemacht. Damit dauert der Interrupt ggf. relativ lange und könnte ggf. die Zeitmessung per Timer0 durcheinander bringen.
3) Es wird nicht auf den Abstand der Bits geachtet, d.h. ein Bit kann zu fast jeder Zeit beginnen, nicht nur gegen Anfang einer Sekunde. Damit werden deutlich mehr Störungen als Daten btis erkannt als nötig.
4) Auch der Abgleich auf die kürzeste Zeit ist eher schlecht gelöst. Wenn man da schon versucht sie Zeiten zu lernen sollte man zum einen ganz kurze Pulse (Störungen), und auch die Länge der langen Pulse auswerten. Als Grenze ist 1,5 mal die kürzeste Zeit auch nicht optimal,besser wäre ( kurze Zeit + lange Zeit) / 2 als Grenze uz wählen, oder besser noch 2 Grenzen zu setzen, so Pulse mit einer unklaren Zeit als Fehler gewertet werden. Lieber keine Zeit als eine falsche.

Die Softclock könnte man um einiges genauer hin bekommen, mit einem kleineren Vorteiler für Timer1 und falls nötig dem Auto-reload mode (CTC). Wenn man es richtig anstellt, könnte man damit dann auch ganz auf timer0 und den 2. Interrupt verzichten: der Zählerstand von timer1 könnte dann die Funktion der Variable Zähler übernehmen.