CN104937504B - 石英电子表高精度守时方法 - Google Patents

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Abstract

一种石英电子表高精度守时方法，包括：S11：预置石英晶体振荡频率准确度与环境温度的对应关系，预置时差补偿周期；S12：在时差补偿周期结束时，采集环境温度并计算环境温度与上一时差补偿周期结束时测试的环境温度的平均值作为当前时差补偿周期平均温度值；S13：根据石英晶体振荡频率准确度与环境温度的对应关系及步骤S12中计算的平均温度值获取石英晶体振荡器在对应时差补偿周期内的实际振荡频率准确度；S14：根据石英晶体振荡器的实际振荡频率准确度及时差补偿周期的时间值，获取石英晶体振荡器守时误差；S15：根据守时误差对石英电子表的走时电路进行走时补偿。使走时时间与标准时间之间产生小误差。一种采用该方法的石英电子表。

Description

石英电子表高精度守时方法
技术领域
本发明涉及石英电子表技术领域，具体而言，涉及石英电子表高精度守时方法。
背景技术
石英电子表每日误差小于0.5秒，是机械表的几十分之一，这主要归功于石英电子表中的石英晶体振荡器高而稳定的振荡频率。石英晶体振荡器的频率越高，振荡越稳定，抗干扰能力越强，手表走时就越准确。
相关技术中，石英电子表的电路部分包括走时电路和石英晶体振荡器(即守时电路)。走时电路通常由一块CMOS系列数字集成电路来实现，体积很小；石英晶体振荡器按照一定的振荡频率进行守时振荡，频率经分频后(一般为1Hz脉冲信号)向走时电路发送走时脉冲，走时电路在走时脉冲的触发下从设置的标准时间开始连续走钟。
但，由于石英晶体固有的频率/温度特性，石英晶体的振荡频率是随着环境温度的变化而变化的，因此，在非恒温环境下，石英晶体的振荡频率也会发生变化，造成守时误差，进而积累走钟时差，导致石英电子表的走时时间与标准时间之间产生较大误差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种石英电子表高精度守时方法，以解决现有技术中的上述问题。
在本发明的实施例中提供了一种石英电子表高精度守时方法，包括以下步骤：
预先设置石英晶体振荡频率准确度与环境温度的对应关系，还预先设置时差补偿周期；
在所述时差补偿周期结束时，采集环境温度，并将该环境温度与上一个测试周期结束时测试的环境温度的平均值作为当前时差补偿周期的平均温度值。
根据石英晶体振荡频率准确度与环境温度的对应关系及所述平均温度值，获取石英晶体振荡器在对应的时差补偿周期内的实际振荡频率准确度；
根据所述石英晶体振荡器的实际振荡频率准确度以及时差补偿周期的时间值，获取在该时差补偿周期内石英晶体振荡器因频率误差而引起的守时误差；以及
根据所述守时误差对石英电子表的走时电路的走时进行补偿，修正走时电路输出的走时脉冲偏差，保持石英电子表的高精度走时。
其中，时差补偿周期就是对守时电路进行误差补偿的时间间隔，时间间隔短可提高补偿精度，但会增加手表的功耗；时间间隔长则不利于提高补偿精度。因此，需要设置合理的时差补偿周期。
本发明还提供了一种石英电子表，包括：控制器、温度传感器、石英晶体振荡器及走时电路。
所述石英晶体振荡器用于守时振荡，产生1Hz频率的走时脉冲，并在控制器的控制下对走时电路进行走时补偿；
所述走时电路用于利用所述走时脉冲进行走时；
所述控制器用于预先设置石英晶体振荡频率准确度与环境温度的对应关系，还预先设置时差补偿周期；
所述温度传感器，在控制器的控制下，在设定的时差补偿周期结束时采集环境温度；
所述控制器，还用于将所述温度传感器采集的环境温度与上一个测试周期结束时测试的环境温度的平均值作为当前时差补偿周期的平均温度值；根据石英晶体振荡频率准确度与环境温度的对应关系及所述平均温度值，获取石英晶体振荡器在对应的时差补偿周期内的实际振荡频率准确度；根据所述石英晶体振荡器的实际振荡频率准确度及时差补偿周期的时间值，获取与该石英晶体振荡器的实际振荡频率准确度所对应的时差补偿周期内的守时误差；根据所述守时误差对石英电子表的走时电路进行走时补偿，保持走时脉冲的准确性。
本发明上述实施例的石英电子表高精度守时方法，预先设置有石英晶体振荡频率准确度与环境温度的对应关系；还设置有时差补偿周期，在时差补偿周期结束时采集环境温度，并计算时差补偿周期内的平均温度值及对应的石英晶体振荡器的实际振荡频率准确度，根据石英晶体振荡器的实际振荡频率准确度和时差补偿周期的时间值能够获取石英电子表的石英晶体振荡器在对应的时差补偿周期内的守时误差，根据守时误差对石英电子表的走时电路进行走时补偿。本发明实施例中可以在每个时差补偿周期内根据环境温度对石英晶体振荡器的影响，对石英电子表进行走时补偿，克服了相关技术中因为环境温度对石英晶体振荡频率的影响导致石英电子表的走时时间与标准时间具有较大误差的技术问题，因此，本发明实施例的石英电子表及其走时方法能够减小石英电子表的走时时间与标准时间的误差。
附图说明
图1示出了本发明实施例石英电子表高精度守时方法的流程图；
图2示出了本发明实施例石英电子表的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
本发明实施例中提供一种石英电子表高精度守时方法，如图1所示，主要处理步骤包括：
步骤S11：通过控制器预先设置石英晶体振荡频率准确度与环境温度的对应关系，还预先设置时差补偿周期。通过温度实验，得到石英晶体振荡频率与环境温度的特性曲线，经曲线拟合得到石英晶体振荡频率准确度与环境温度的对应关系。时差补偿周期就是对守时电路进行误差补偿的时间间隔，时间间隔短可提高补偿精度，但会增加手表的功耗；时间间隔长则不利于提高补偿精度。因此，需要设置合理的时差补偿周期。
步骤S12：在所述时差补偿周期结束时由温度传感器采集环境温度，并由控制器计算该环境温度与上一个时差补偿周期结束时测试的环境温度的平均值作为当前时差补偿周期的平均温度值。对于初次补偿，可设定一温度初始值作为上一个时差补偿周期结束时测试的环境温度。
步骤S13：根据石英晶体振荡频率准确度与环境温度的对应关系及步骤S12中计算的平均温度值，获取石英晶体振荡器在对应的时差补偿周期内的实际振荡频率准确度。
步骤S14：根据石英晶体振荡器的实际振荡频率准确度以及时差补偿周期的时间值，获取该石英晶体振荡器的守时误差。实际振荡频率准确度乘以时差补偿周期即可得到该守时误差。
步骤S15：根据所述守时误差对石英电子表的走时电路进行补偿，保持走时脉冲的准确性。
在本发明的实施例中，在控制器中预先设置有石英晶体振荡频率准确度与环境温度的对应关系，其中石英晶体振荡频率准确度是指在某个温度值下，石英晶体振荡器的实际振荡频率与设定的标准振荡频率的偏差值；还设置有时差补偿周期，在每个时差补偿周期结束时，采集环境温度，并计算相应的时差补偿周期内的平均温度值，从而获取该平均温度值所对应的石英晶体振荡器的实际振荡频率准确度，根据石英晶体振荡器的实际振荡频率准确度能够获取石英电子表在对应的时差补偿周期内的守时误差，根据守时误差对石英电子表的走时电路进行补偿，保持精确走时。
在本发明的实施例中，可以在每个时差补偿周期内根据环境温度对石英晶体振荡器的影响，对石英电子表的走时电路进行补偿，克服了相关技术中因为环境温度对石英晶体振荡频率的影响导致石英电子表的走时时间与标准时间具有较大误差的技术问题，因此本发明的石英电子表高精度守时方法能够减小石英电子表的走时时间与标准时间的误差。
相关技术中的石英电子表因为走时误差的积累，造成石英电子表走时时间与标准时间之间的误差，影响石英电子表的走时精度，一般每个月误差几分钟；随着人们对手表的时间精度要求的不断提高，每个月几分钟的走时误差已经不能满足一些高档石英电子表对时间精度的要求。
本发明实施例的石英电子表高精度守时方法能够使石英电子表的走时误差由每个月几分钟降低到每个月几秒钟，大大提高石英电子表的走时精度。
为进一步提高石英电子的走时精度，在本发明实施例的方法中，可以进一步对石英晶体振荡频率准确度与环境温度的对应关系进行修正。
具体地，所述时差补偿周期连续设置；连续的多个时差补偿周期组合成校准周期；在所述校准周期内对设置的石英晶体振荡频率准确度与环境温度的对应关系进行修正。
其中，在所述校准周期内对设置的石英晶体振荡频率准确度与环境温度的对应关系进行修正，包括：
所述校准周期内设置有校准修正点，计算所述校准修正点所在的校准周期内的、且采集时间均在所述校准修正点之前的所有环境温度的平均值，得到第二温度均值；
获取所述第二温度均值所对应的校准修正点的标准时间值，将所获取的标准时间值与该校准修正点的显示时间值比较，得到守时误差；
根据所述守时误差及该守时误差所对应的校准修正点的显示时间值，获取石英晶体振荡频率准确度误差；
根据相互对应的所述第二温度均值及所述石英晶体振荡频率准确度误差，对设置的石英晶体振荡频率准确度与环境温度的对应关系进行修正。
本发明实施例中还提供一种采用以上石英电子表高精度守时方法的石英电子表，该石英电子表包括：控制器21、温度传感器22、石英晶体振荡器24及走时电路23。
石英晶体振荡器24，用于产生走时脉冲；
走时电路23，利用所述走时脉冲进行走时；
控制器21，用于预先设置石英晶体振荡频率准确度与环境温度的对应关系，还预先设置时差补偿周期；
温度传感器22，用于在所述时差补偿周期结束时采集环境温度；
控制器21还用于计算所述温度传感器22采集的环境温度与上一个时差补偿周期结束时测试的环境温度的平均值作为当前时差补偿周期的平均温度值；根据石英晶体振荡频率准确度与环境温度的对应关系及所计算的平均温度值，获取石英晶体振荡器在对应的时差补偿周期内的实际振荡频率准确度；根据所述石英晶体振荡器的实际振荡频率准确度以及时差补偿周期的时间值，获取该石英晶体振荡器的实际振荡频率准确度所引起的守时误差；根据所述守时误差对石英电子表的走时电路23的走时进行走时补偿。
具体地，控制器21为单片机，优选地，所述单片机为S1C17701单片机。
S1C17701单片机的分辨率为0.03125℃，工作电流为1μA静态电流；
温度传感器22为AD7301温度传感器，AD7301温度传感器通过SPI数据总线与控制器21连接。
具体地，石英晶体振荡器24的振荡频率为32.768kHz。
进一步地，本发明实施例的石英电子表还包括液晶显示器，所述液晶显示器与控制器21连接，用于显示石英电子表的走时时间。
进一步地，本发明实施例的石英电子表还包括按键，所述按键与控制器21连接，通过按键能够手动设置石英电子表的走时时间。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种石英电子表高精度守时方法，包括以下步骤：
S11：预先设置石英晶体振荡频率准确度与环境温度的对应关系，还预先设置时差补偿周期；
S12：在所述时差补偿周期结束时，采集环境温度，并计算所述环境温度与上一个时差补偿周期结束时测试的环境温度的平均值作为当前时差补偿周期的平均温度值；
S13：根据石英晶体振荡频率准确度与环境温度的对应关系以及所述步骤S12中计算的平均温度值，获取石英晶体振荡器在对应的时差补偿周期内的实际振荡频率准确度；
S14：根据所述石英晶体振荡器的实际振荡频率准确度以及所述时差补偿周期的时间值，获取所述石英晶体振荡器的守时误差；以及
S15：根据所述守时误差对石英电子表的走时电路进行走时补偿，
其中，所述时差补偿周期连续设置；
连续的多个时差补偿周期组合成校准周期；
在所述校准周期内对设置的石英晶体振荡频率准确度与环境温度的对应关系进行修正，
其中，在所述校准周期内对设置的石英晶体振荡频率准确度与环境温度的对应关系进行修正的步骤，包括：
所述校准周期内设置有校准修正点，计算所述校准修正点所在的校准周期内的、且采集时间均在所述校准修正点之前的所有环境温度的平均值，得到第二温度均值；
获取所述第二温度均值所对应的校准修正点的标准时间值，将所获取的标准时间值与该校准修正点的显示时间值比较，得到守时误差；
根据所述守时误差及所述守时误差所对应的校准修正点的显示时间值，获取石英晶体振荡频率准确度误差；以及
根据相互对应的所述第二温度均值及所述石英晶体振荡频率准确度误差，对设置的石英晶体振荡频率准确度与环境温度的对应关系进行修正。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述步骤S11中，通过温度实验，得到石英晶体振荡频率与环境温度的特性曲线，经曲线拟合得到石英晶体振荡频率准确度与环境温度的对应关系。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述步骤S12中，对于初次补偿，设定一温度初始值作为上一个时差补偿周期结束时测试的环境温度。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述步骤S14中，所述守时误差通过所述实际振荡频率准确度与所述时差补偿周期的乘积获得。
5.一种石英电子表，包括：控制器、温度传感器、石英晶体振荡器及走时电路，其中：
所述石英晶体振荡器用于产生走时脉冲，并在所述控制器的控制下对所述走时电路进行走时补偿；
所述走时电路用于利用所述走时脉冲进行走时；
所述控制器用于预先设置石英晶体振荡频率准确度与环境温度的对应关系，还预先设置时差补偿周期；
所述温度传感器，用于在控制器的控制下在所述时差补偿周期结束时采集环境温度；并且
所述控制器，还用于将所述温度传感器采集的环境温度与上一个测试周期结束时测试的环境温度的平均值作为当前时差补偿周期的平均温度值；根据石英晶体振荡频率准确度与环境温度的对应关系及所述平均温度值，获取石英晶体振荡器在对应的时差补偿周期内的实际振荡频率准确度；根据所述石英晶体振荡器的实际振荡频率准确度以及时差补偿周期的时间值，获取与该石英晶体振荡器的实际振荡频率准确度所对应的时差补偿周期内的守时误差；根据所述守时误差对石英电子表的走时电路的走时进行补偿，
其中，所述时差补偿周期连续设置；
连续的多个时差补偿周期组合成校准周期；
在所述校准周期内对设置的石英晶体振荡频率准确度与环境温度的对应关系进行修正，
其中，在所述校准周期内对设置的石英晶体振荡频率准确度与环境温度的对应关系进行修正的步骤，包括：
所述校准周期内设置有校准修正点，计算所述校准修正点所在的校准周期内的、且采集时间均在所述校准修正点之前的所有环境温度的平均值，得到第二温度均值；
获取所述第二温度均值所对应的校准修正点的标准时间值，将所获取的标准时间值与该校准修正点的显示时间值比较，得到守时误差；
根据所述守时误差及所述守时误差所对应的校准修正点的显示时间值，获取石英晶体振荡频率准确度误差；以及
根据相互对应的所述第二温度均值及所述石英晶体振荡频率准确度误差，对设置的石英晶体振荡频率准确度与环境温度的对应关系进行修正。
6.根据权利要求5所述的石英电子表，其中，所述控制器为单片机。
7.根据权利要求6所述的石英电子表，其中，所述单片机为S1C17701单片机。
8.根据权利要求5所述的石英电子表，其中，所述温度传感器为AD7301温度传感器。
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