CN102096440B - 一种保持实时时钟电路高精度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种保持实时时钟电路高精度的方法，它涉及实时时钟领域中的校准技术。本发明针对实时时钟电路在使用过程中由于电路老化、晶体老化等原因造成的频率偏移，根据输入的标准秒脉冲和实时时钟电路产生的输出秒脉冲之间的偏差，对实时时钟电路的振荡电路进行调整，使实时时钟电路始终保持高精度。应用本方法，优点是实时时钟电路可以在正常使用中进行自我调整，降低人工维护的时间和成本，并且能够使电路保持高精度以及准确的时间。特别适用于在导航设备中使用的实时时钟电路。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域中的一种保持实时时钟电路高精度的方法，更详细说是可以自动补偿实时时钟随时间经过发生的误差的一种方法，它特别适用于高精度守时要求的通信装置、卫星导航等设备中。
背景技术
在通信终端移动的情况下，除了可通过卫星接收标准的时间信息的CDMA方式和GSM方式等移动通信系统的情况下，由于无法从卫星接收标准时间信息，其自身都设置有实时时钟电路并构成移动通信终端的时钟功能。
一般在实时时钟电路都设有振荡电路产生时钟，由于电路老化，晶体老化或者时钟元件由于温度变化发生的特性变化引起输出的时间信息逐渐发生错移，现有技术的实时时钟电路利用实时时钟电路内部设置时钟元件的误差信息，周期性的预测经过一定时间后发生错移的时间并进行补偿而不是利用标准时钟校准，这样既不能实时的解决在实时时钟电路在使用过程中出现的偏差，也不能连续的调整偏差，而且通过预测出现的误差信息本身就存在准确度逐渐降低的问题。
因此我们需要开发一种合理的方法，使实时时钟电路不但实现自我调整，而且能够连续的调节小频率的偏差，实现实时时钟电路的高精度。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种保持实时时钟电路高精度的方法，实现实时时钟电路输出高精度的秒脉冲，本发明根据输入的标准秒脉冲信号和实时时钟电路产生的输出秒脉冲之间的偏差，通过制订的调整策略对实时时钟电路中的振荡电路进行调整，使实时时钟电路始终保持高精度。
本发明的目的是这样实现的，它包括步骤：
一种保持实时时钟电路高精度的方法，其特征在于包括步骤：
①实时时钟电路通常工作在守时模式下，自动从EEPROM读出补偿值来调整振荡电路，维持实时时钟电路稳定输出秒脉冲；
②实时时钟电路在特定条件下会进入微调模式，检测电路输出的秒脉冲和输入电路的秒脉冲之间的相位差和相位关系；
③根据检测出的输出秒脉冲和输入秒脉冲之间的相位差，判断是否对提供给振荡电路的补偿值进行修正，不需要修正时继续检测输出秒脉冲和输入秒脉冲之间的相位差和相位关系；
④需要进行修正时，根据相位关系修正补偿值后继续检测输出秒脉冲和输入秒脉冲之间的相位关系，判断是否继续修正；
⑤输出秒脉冲和输入秒脉冲之间的相位关系满足特定条件后，锁定此时的补偿值；
⑥将锁定的补偿值写入EEPROM的相应地址空间，同时在该地址空间的最高位做上标记，表示EEPROM中该地址空间的补偿值已经做过修正。
其中，②步中所述的特定条件为实时时钟由备用电源供电转为主电源供电，并且外部输入秒脉冲信号和10MHz的时钟信号。
其中，第②步中所述的检测电路输出的秒脉冲和输入电路的秒脉冲之间的相位关系的方法为：用外部输入的10MHz时钟计数，计算电路输出秒脉冲和输入秒脉冲之间的相位差和相位关系，包括输出秒脉冲和输入秒脉冲之间的相对位置关系，即输出秒脉冲超前于还是滞后于输入秒脉冲，以及通过连续两次检测判断输出秒脉冲和输入秒脉冲之间相位差的变化趋势。
其中，第⑤步中所述的特定条件为电路输出秒脉冲和输入秒脉冲之间的相位差不超过1个10MHz时钟周期。
其中，第①、⑥步中所述的EEPROM中每个地址空间的最高位作为补偿值的修正状态指示。
其中，外部输入给实时时钟电路的秒脉冲信号为标准的秒脉冲信号。
本发明与背景技术相比，具有如下优点：
(1)本发明以标准的秒脉冲输入信号为基准检测实时时钟电路产生的频率偏差，确保了输出秒脉冲的准确性。
(2)本发明只在主电源供电时对实时时钟电路的频率进行微调，不会增加守时模式下的功耗，因此不会缩短备用电源的使用时间。
附图说明
图1是本发明实施例的流程图。
图2是本发明实施例的相位关系检测算法原理。
图3是本发明实施例的补偿值调整策略。
具体实施方式
参照图1至图3，本发明方法包括步骤：
①实时时钟电路通常工作在守时模式下，自动从EEPROM读出补偿值来调整振荡电路，维持实时时钟电路稳定输出秒脉冲，将EEPROM中每个地址空间的最高位作为补偿值的修正状态指示，在实施例中，默认情况下为0，修正后的补偿值写入EEPROM后，将对应地址空间的最高位写为1。
②实时时钟电路在由备用电源供电转为主电源供电、外部输入标准的秒脉冲信号和10MHz的时钟信号条件下会进入微调模式，用外部输入的10MHz时钟计数，计算电路输出秒脉冲和输入秒脉冲之间的相位差和相位关系，包括输出秒脉冲和输入秒脉冲之间的相对位置关系，即输出秒脉冲超前于还是滞后于输入秒脉冲，以及通过连续两次检测判断输出秒脉冲和输入秒脉冲之间相位差的变化趋势。
③根据检测出的输出秒脉冲和输入秒脉冲之间的相位差，判断是否对提供给振荡电路的补偿值进行修正，不需要修正时继续检测输出秒脉冲和输入秒脉冲之间的相位差和相位关系。
④需要进行修正时，根据相位关系对振荡电路的补偿值进行修正，即对补偿值加1或者减1，修正补偿值后继续检测输出秒脉冲和输入秒脉冲之间的相位关系，判断是否继续修正。
⑤输出秒脉冲和输入秒脉冲之间的相位关系满足特定条件后，锁定此时的补偿值，所述的特定条件为电路输出秒脉冲和输入秒脉冲之间的相位差不超过1个10MHz时钟周期。
⑥将锁定的补偿值写入EEPROM的相应地址空间，同时将该地址空间的最高位写为1，表示EEPROM中该地址空间的补偿值已经做过修正。
本发明基于相位关系的检测和对振荡电路的频率补偿来维持实时时钟电路的高精度，图1是本发明实施例的流程图。
下面以实施例说明本方法的操作过程：
实时时钟电路通常工作在守时模式下，根据传感器的温度自动从EEPROM读出补偿值来调整振荡电路的振荡频率，维持实时时钟电路输出稳定的秒脉冲，将EEPROM中每个地址空间的最高位作为补偿值的修正状态指示，在实施例中，默认情况下为0，修正后的补偿值写入EEPROM后，将对应地址空间的最高位写为1。
实时时钟电路在由备用电源供电转为主电源供电、外部输入标准的秒脉冲信号和10MHz的时钟信号条件下会进入微调模式，用外部输入的10MHz时钟计数，计算电路输出秒脉冲和输入秒脉冲之间的相位差和相位关系，包括输出秒脉冲和输入秒脉冲之间的相对位置关系，即输出秒脉冲超前于还是滞后于输入秒脉冲，以及通过连续两次检测判断输出秒脉冲和输入秒脉冲之间相位差的变化趋势。
图2是本发明实施例的相位关系检测算法原理。图2中的输入秒脉冲是通过卫星或者其它外部设备输入的标准秒脉冲信号，10MHz时钟是由外部晶体振荡器输入的时钟信号。
根据检测出的输出秒脉冲和输入秒脉冲之间的相位差判断是否对提供给振荡电路的补偿值进行修正，如果相位差大于1个10MHz时钟周期则需要修正补偿值，如果相位差小于1个10MHz时钟周期则不需要修正补偿值，不需要修正时继续检测输出秒脉冲和输入秒脉冲之间的相位差和相位关系。
需要进行修正时，根据相位关系对振荡电路的补偿值进行修正，图3是本发明实施例的补偿值调整策略，图3中圆圈中数字用来描述输出秒脉冲和输入秒脉冲之间的相位关系，逗号前面得数字指示输出秒脉冲和输入秒脉冲之间的相对位置关系，0表示输出秒脉冲超前于输入秒脉冲，1表示输出秒脉冲滞后于输入秒脉冲，逗号后面的数字描述输出秒脉冲和输入秒脉冲之间的相位变化趋势，0表示输出秒脉冲向超前于输入秒脉冲的方向偏移，1表示输出秒脉冲向滞后于输入秒脉冲的方向偏移。
具体的调整方法是：检测结果为(1，1)，即输出秒脉冲滞后于输入秒脉冲，且输出秒脉冲向滞后于输入秒脉冲的方向偏移，则需要将补偿值加1；检测结果为(0，0)，即输出秒脉冲超前于输入秒脉冲，且输出秒脉冲向超前于输入秒脉冲的方向偏移，则需要将补偿值减1；检测结果为(0，1)，即输出秒脉冲超前于输入秒脉冲，且输出秒脉冲向滞后于输入秒脉冲的方向偏移，则需要保持当前补偿值；检测结果为(1，0)，即输出秒脉冲滞后于输入秒脉冲，且输出秒脉冲向超前于输入秒脉冲的方向偏移，则需要保持当前补偿值；
修正补偿值后，如果检测输出秒脉冲和输入秒脉冲之间的相位差仍大于1个10MHz时钟周期，则继续根据相位关系进行修正。如果电路输出秒脉冲和输入秒脉冲之间的相位差不超过1个10MHz时钟周期，则锁定当前的补偿值。
将锁定的补偿值写入EEPROM的相应地址空间，同时将该地址空间的最高位写为1，表示EEPROM中该地址空间的补偿值已经做过修正。
Claims (3)
1.一种保持实时时钟电路高精度的方法，其特征在于：包括步骤：
①实时时钟电路通常工作在守时模式下，自动从EEPROM读出补偿值来调整振荡电路，维持实时时钟电路稳定输出秒脉冲；
②实时时钟电路在特定条件下会进入微调模式，检测电路输出的秒脉冲和输入电路的秒脉冲之间的相位差和相位关系；步骤②中所述的特定条件为实时时钟由备用电源供电转为主电源供电，并且外部输入秒脉冲信号和10MHz的时钟信号；所述的检测电路输出的秒脉冲和输入电路的秒脉冲之间的相位关系的方法为：用外部输入的10MHz时钟计数，计算电路输出秒脉冲和输入秒脉冲之间的相位差和相位关系，包括输出秒脉冲和输入秒脉冲之间的相对位置关系，即输出秒脉冲超前于还是滞后于输入秒脉冲，以及通过连续两次检测判断输出秒脉冲和输入秒脉冲之间相位差的变化趋势；
③根据检测出的输出秒脉冲和输入秒脉冲之间的相位差，判断是否对提供给振荡电路的补偿值进行修正，不需要修正时继续检测输出秒脉冲和输入秒脉冲之间的相位差和相位关系；
④需要进行修正时，根据相位关系修正补偿值后继续检测输出秒脉冲和输入秒脉冲之间的相位关系，判断是否继续修正；
⑤输出秒脉冲和输入秒脉冲之间的相位关系满足特定条件后，锁定此时的补偿值；步骤⑤中所述的特定条件为电路输出秒脉冲和输入秒脉冲之间的相位差不超过1个10MHz时钟周期；
⑥将锁定的补偿值写入EEPROM的相应地址空间，同时将该地址空间的最高位写为1，表示EEPROM中该地址空间的补偿值已经做过修正。
2.根据权利要求1所述的保持实时时钟电路高精度的方法，其特征在于：第①、⑥步中所述的EEPROM中每个地址空间的最高位不存储振荡电路的补偿值，而是作为补偿值的修正状态指示，默认情况下为0，修正后的补偿值写入EEPROM后，将对应地址空间的最高位写为1。
3.根据权利要求1所述的保持实时时钟电路高精度的方法，其特征在于：外部输入给实时时钟电路的秒脉冲信号必须是标准的秒脉冲信号才能够保证修正后的补偿值是准确的。
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