CN102163040B - 具有温度补偿功能的内置硬件时钟模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及时间测量技术领域，提供一种具有温度补偿功能的内置硬件时钟模块，包括高精度时钟单元，温度测量单元和单片机中央处理单元。本发明结构简单，使用方便，能有效改善温度对时钟精度的影响，实现高精度，克服现有技术中温度对时钟精度影响大的缺陷；同时时钟电路模块化的设计方便安装，兼容性好，实现低成本，适合于在电子领域广泛使用。

Description

具有温度补偿功能的内置硬件时钟模块
技术领域
本发明涉及时间测量技术领域，具体的说是一种具有温度补偿功能的内置硬件时钟模块。
背景技术
目前市场上所使用的高精度时钟，多采用进口时钟芯片，这种产品虽然精度高，但价格也比较昂贵。因此在电子领域无法得到广泛的应用，然而，近年来，各种电子产品对时钟精度的要求越来越高，这就需要寻找一种可以代替进口时钟芯片的电路模块，使其既能保证时钟精度，又可以降低成本。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术的不足之处，而提供一种具有温度补偿功能的内置硬件时钟模块，它能够有效改善温度对时钟精度的影响，同时降低成本、提高精度。
本发明的目的是通过如下技术措施来实现的：具有温度补偿功能的内置硬件时钟模块，包括高精度时钟单元，温度测量单元和单片机中央处理单元，其所述高精度时钟单元包括时钟芯片IC1、晶体X1、电容C1、电容C2、电容C3，所述时钟芯片IC1的型号为BL5372；所述温度测量单元包括精密电阻R1和热敏电阻RT1；所述时钟芯片IC1的8脚接电源VDD且通过电容C1接地，时钟芯片IC1的6、7脚接由晶体X1、电容C2、电容C3组成的振荡电路，时钟芯片IC1的1脚接单片机中央处理单元的参考电压端，时钟芯片IC1的2、3脚分别接单片机中央处理单元的时钟端和数据端，时钟芯片IC1的4脚接地，时钟芯片IC1的5脚为秒脉冲输出端，所述单片机中央处理单元的参考电压端通过串联的精密电阻R1和热敏电阻RT1接地，单片机中央处理单元的温度检测端接在精密电阻R1和热敏电阻RT1之间。
在上述技术方案中，所述单片机中央处理单元芯片型号为PIC18F67J11，其中芯片脚17为温度检测端，脚21为参考电压端，脚22为数据端，脚23为时钟端。
本发明结构简单，使用方便，能有效改善温度对时钟精度的影响，实现高精度，克服现有技术中温度对时钟精度影响大的缺陷；同时时钟电路模块化的设计方便安装，兼容性好，实现低成本，适合于在电子领域广泛使用。
附图说明
图1为本发明具有温度补偿功能的内置硬件时钟模块的电路连接图。
图2为本发明实施例中单片机中央处理单元示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的描述。
如图1所示，本实施例提供一种具有温度补偿功能的内置硬件时钟模块，它包括高精度时钟单元，温度测量单元和单片机中央处理单元。其中，由高精度时钟单元进行计时，温度测量单元测量环境温度，通过单片机中央处理单元对温度测量单元的数据进行处理后传输到高精度时钟单元。
上述实施例中，高精度时钟单元包括时钟芯片IC1、晶体X1、电容C1、电容C2、电容C3，其中时钟芯片IC1的型号为BL5372，晶体X1为32.768KHz、电容C1为104C、电容C2为15P、电容C3为8P，所述温度测量单元包括精密电阻R1和热敏电阻RT1，其中精密电阻R1为 7501和热敏电阻RT1为10KΩ。
所述时钟芯片IC1的8脚接电源VDD且通过电容C1接地，时钟芯片IC1的6、7脚接由晶体X1、电容C2、电容C3组成的振荡电路，调整电容C2和电容C3的值可以调整晶体的振荡频率，从而调整时钟的频率，保证在常温下的走时精度。时钟芯片IC1的1脚接单片机中央处理单元的参考电压端，所述时钟芯片IC1的2、3脚分别接单片机中央处理单元的时钟端和数据端，4脚接地。时钟芯片IC1的5脚为秒脉冲输出端。所述单片机中央处理单元的参考电压端通过串联的精密电阻R1和热敏电阻RT1接地，单片机中央处理单元的温度检测端接在精密电阻R1和热敏电阻RT1之间。单片机中央处理单元根据温度测量电路测得的值对高精度时钟单元进行实时温度补偿。
如图2所示，本实施例中单片机中央处理单元芯片型号为PIC18F67J11，其中芯片脚17为温度检测端，脚21为参考电压端，脚22为数据端，脚23为时钟端。
时钟芯片IC1对时钟晶体谐振器的振荡进行计数，由计数值产生秒，分，时，日，年的进位。因为时钟晶体谐振器的振荡频率与温度变化成二次曲线关系，具有温度补偿功能的内置硬件时钟模块的时钟精确度主要取决于时钟晶体谐振器的振荡频率的准确度。为了保证时钟的精度，需要根据环境温度对谐振器的振荡频率进行补偿。上述实施例中，根据所选用的时钟晶体谐振器的参数将环境温度值所对应的振荡频率的偏移值预先存储在单片机中央处理单元中。由精密电阻R1和热敏电阻RT1构成的分压电路用来测量环境温度，单片机中央处理单元对精密电阻R1和热敏电阻RT1的分压进行AD采样，得到环境温度。单片机中央处理单元根据测得的环境温度值查询对应的时钟晶体谐振器的频率偏差，将此偏差数据设置到时钟芯片IC1，它可以根据设置的频率偏差修正20s的振荡计数值，进行实时温度补偿，使时钟模块在很宽的温度范围保持高精度时钟走时。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (1)

1.具有温度补偿功能的内置硬件时钟模块，包括高精度时钟单元，温度测量单元和单片机中央处理单元，其特征是：所述高精度时钟单元包括时钟芯片IC1、晶体X1、电容C1、电容C2、电容C3，所述时钟芯片IC1的型号为BL5372；所述温度测量单元包括精密电阻R1和热敏电阻RT1；所述时钟芯片IC1的8脚接电源VDD且通过电容C1接地，时钟芯片IC1的6、7脚接由晶体X1、电容C2、电容C3组成的振荡电路，时钟芯片IC1的1脚接单片机中央处理单元的参考电压端，时钟芯片IC1的2、3脚分别接单片机中央处理单元的时钟端和数据端，时钟芯片IC1的4脚接地，时钟芯片IC1的5脚为秒脉冲输出端，所述单片机中央处理单元的参考电压端通过串联的精密电阻R1和热敏电阻RT1接地，单片机中央处理单元的温度检测端接在精密电阻R1和热敏电阻RT1之间；所述单片机中央处理单元芯片型号为PIC18F67J11，其中芯片脚17为温度检测端，脚21为参考电压端，脚22为数据端，脚23为时钟端。
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