CN101943885A - 智能电表中对soc内部rtc计时精度的修正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种对SOC智能电表中RTC计时精度的修正方法，基于外部晶振、SOC芯片的片内RTC模块和定时器；为了消除不同参数对计时准确性的影响，通过周期性的计算SOC内部RTC的时钟输出精度，对外部晶振的实际输出频率与晶振的标称输出频率的偏移进行修正，消除了不同的影响参数对晶振的影响，提高了SOC内部RTC的计时精度。
Description
技术领域
本发明涉及电能计量及智能电表技术领域，具体涉及基于SOC（System on a Chip，系统级芯片）的智能电表中对SOC内部RTC（Real-Time Clock，实时时钟）计时精度的修正方法。
背景技术
基于SOC的智能电表需要满足在宽温范围内进行准确计时的要求。准确计时取决于几个重要的参数，当然其他参数也会影响时间的计时精度，但以下三个参数是需要特别关注的指标：（1）初始精度：指器件在常规条件下，最初使用的精度；（2）长期稳定性：用来预测在整个有效使用期限内的稳定度；（3）温度系数：估算温度变化造成的误差。
其中，初始精度主要受晶振质量的影响，精度越高价格也越贵，通常比较经济的方法是根据具体的设计对晶振的初始频率进行简单补偿。长期稳定性主要受晶振老化的影响，因为晶体老化的程度随着时间而减弱，影响较大的时期一般是设备运行后的前两年。工作在高温环境时会加速晶振的老化。时钟芯片正常工作温度是25摄氏度左右，由于不同时间和季节的温度变化，使得芯片存在一定误差，时间的补偿其本质为晶振的频率补偿。温度与晶振的频率存在如附图1所示的关系。
为了消除不同参数对计时准确性的影响，最有效的方法就是周期性的计时准确度进行修正。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于SOC智能电表，对SOC片内RTC的计时精度进行修正的方法。
实现上述目的的技术方案为：
一种智能电表中对SOC内部RTC计时精度的修正方法，基于外部晶振、SOC芯片的片内RTC模块和定时器；其特征在于，包括以下步骤：
（1）将RTC的秒脉冲输出信号接入到定时器，以进行对秒脉冲信号的脉宽长度进行计数；
（2）通过定时器中断，将每次测量的秒脉冲信号长度累计到分钟频率测量结果缓存中；
（3）每测量60个秒脉冲信号后，对分钟频率测量结果缓存求平均值，将分钟频率测量平均值累计到小时频率累计值中，并对分钟频率测量结果进行公式一的计算，将计算结果写入到RTC的频率偏移修正寄存器，
公式一：Osc_freq_A = (Min_cal_osc_freq-nomina_osc_freq)*60/8；
（4）每测量3600个秒脉冲信号后，对小时频率测量结果缓存求平均值，并对小时频率测量结果进行公式二的计算，将计算结果写入到RTC的频率偏移修正寄存器，
公式二：Osc_freq_B=((Hour_cal_osc_freq-nomina_osc_freq)*60*60- Minute_ppm *8*59)/8。
本发明技术方案基于的系统由外部晶振，SOC芯片的片内RTC和定时器组成，通过周期性的计算SOC内部RTC的时钟输出精度，对外部晶振的实际输出频率与晶振的标称输出频率的偏移进行修正，消除了不同的影响参数对晶振的影响，提高了SOC内部RTC的计时精度。
附图说明
图1为温度与晶振频率间的关系图。
图2为实施本发明方法的系统原理图。
具体实施方式
如图2所示，本发明方法是基于珠海中慧微电子有限公司开发的SWPM16F256型SOC芯片实现的。该方法的实现系统包括外部晶振、SOC芯片的片内RTC模块和定时器（图中所示为Timer RA）。本实施例中，电表采用32.768KHz的外部晶振对SOC的内部RTC提供时钟。
本实施例对SOC智能电表中RTC计时精度的修正方法包括：RTC的秒脉冲输出信号接入到定时器RA，以进行对秒脉冲信号的脉宽长度进行计数。通过定时器中断，将每次测量的秒脉冲信号长度累计到分钟频率测量结果缓存中。每测量60个秒脉冲信号后，对分钟频率测量结果缓存求平均值，将分钟频率测量平均值累计到小时频率累计值中，并对分钟频率测量结果进行公式一的计算，将计算结果写入到RTC的频率偏移修正寄存器。每测量3600个秒脉冲信号后，对小时频率测量结果缓存求平均值，并对小时频率测量结果进行公式二的计算，将计算结果写入到RTC的频率偏移修正寄存器。
公式一：Osc_freq_A = (Min_cal_osc_freq-nomina_osc_freq)*60/8；
公式二：Osc_freq_B=((Hour_cal_osc_freq-nomina_osc_freq)*60*60- Minute_ppm *8*59)/8。
根据上述方法的修正后，其晶振的实际输出频率误差接近于0。上述式一和式二中，Osc_freq_A为每分钟写入到SOC内部RTC频率偏移修正寄存器的值；Osc_freq_B为每小时写入到SOC内部RTC频率偏移修正寄存器的值；Min_cal_osc_freq为每分钟根据RTC脉冲输出测量的实际测量地外部晶振平均频率；Hour_cal_osc_freq为每小时根据RTC脉冲输出测量的实际测量地外部晶振平均频率；nomina_osc_freq为外部晶振标称输出频率。
以上实施例仅为充分公开而非限制本发明，例如，SWP16F256芯片仅为众多SOC芯片中的一种，可以理解的是，只要其内部资源配置与SWP16F256芯片相同或类似的其他SOC芯片都属于本发明公开的范围。
Claims (1)
1.一种智能电表中对SOC内部RTC计时精度的修正方法，该方法基于外部晶振、SOC芯片的片内RTC模块和定时器；其特征在于，包括以下步骤：
（1）将RTC的秒脉冲输出信号接入到定时器，以进行对秒脉冲信号的脉宽长度进行计数；
（2）通过定时器中断，将每次测量的秒脉冲信号长度累计到分钟频率测量结果缓存中；
（3）每测量60个秒脉冲信号后，对分钟频率测量结果缓存求平均值，将分钟频率测量平均值累计到小时频率累计值中，并对分钟频率测量结果进行公式一的计算，将计算结果写入到RTC的频率偏移修正寄存器，
公式一：Osc_freq_A = (Min_cal_osc_freq-nomina_osc_freq)*60/8；
（4）每测量3600个秒脉冲信号后，对小时频率测量结果缓存求平均值，并对小时频率测量结果进行公式二的计算，将计算结果写入到RTC的频率偏移修正寄存器，
公式二：Osc_freq_B=((Hour_cal_osc_freq-nomina_osc_freq)*60*60- Minute_ppm *8*59)/8。
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