CN108490758B - 一种超低功耗时间统一模块 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种超低功耗时间统一模块，包括时统单片机、恒温晶振、北斗/GPS授时结构、门控电路和系统软件，所述的时统单片机使用恒温晶振作为芯片的时钟源，所述的芯片与恒温晶振同时上电，芯片内部所有内置外设（Peripherals），包括定时器均运行在高稳定时钟基准之上，时统单片机通过IIC总线数字电位器（MAX5481）实现恒温晶振小范围的压控校准，时统单片机通过通用异步串行接口连接北斗通讯授时模块，门控电路由两路独立的与门芯片完成，分别检出北斗、GPS模块秒脉冲信号，本发明的有益效果为：采用低功耗单片机替代FPGA完成守时、授时等控制逻辑，有效降低系统功耗、减小电源单元设计复杂度、延长系统整机工作时间，完成系统自动授时、守时。

Description

一种超低功耗时间统一模块
技术领域
本发明涉及时间统一对时技术领域，尤其涉及一种超低功耗时间统一模块。
背景技术
无缆式通用声信标主要用于为水声测控装备提供规定频带内频点、脉宽及周期可设定的合作水声信号，“时统模块”是信标的核心组件之一，系统所有动作都以时统模块为时间基准。其主要包括北斗授时电路、恒温晶振守时电路、同步输出电路、返检测试电路等单元电路，目前，由于时间统一系统在进行逻辑控制时均采用低密度大尺寸的FPGA完成，造成了这种方案配电复杂、修改维护复杂、PCB尺寸较大、功耗难于控制。不利于减小设备的轻便和维护性。本发明重点在于一种超低功耗时间统一模块设计方案中采用低功耗单片机替代FPGA完成守时、授时等控制逻辑，有效降低系统功耗、减小电源单元设计复杂度、延长系统整机工作时间，完成系统自动授时、守时功能。
发明内容
本发明提供了一种超低功耗时间统一模块，采用低功耗单片机替代FPGA完成守时、授时等控制逻辑，有效降低系统功耗、减小电源单元设计复杂度、延长系统整机工作时间，完成系统自动授时、守时。
为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种超低功耗时间统一模块，包括时统单片机、恒温晶振、北斗/GPS授时结构、门控电路和系统软件，所述的时统单片机使用恒温晶振作为芯片的时钟源，所述的芯片与恒温晶振同时上电，芯片内部所有内置外设（Peripherals），包括定时器均运行在高稳定时钟基准之上，时统单片机通过IIC总线数字电位器（MAX5481）实现恒温晶振小范围的压控校准，时统单片机使用内部32bit通用定时器“TIM2”的4个比较/捕捉通道，完成时统脉冲捕获、测距脉冲（第1脉冲）前沿生成、待测脉冲捕获功能，使用16bit通用定时器“TIM3”完成测深脉冲（第2脉冲）前沿生成，时延生成功能，时统单片机通过通用异步串行接口连接北斗通讯授时模块，门控电路由两路独立的与门芯片完成，分别检出北斗、GPS模块秒脉冲信号。
作为本发明的一个优选的技术方案，其预留有独立的GPS模块，GPS模块连接时统单片机，并直接受时统单片机控制，所述GPS模块为Garmin GPS15L，其通讯输入、输出串口分别采用TTL电平、RS232电平，具有计独立的电气电平转换电路，其输入使用非门芯片、输出使用MAX3180芯片，备份采用Garmin GPS15L模块使用时统单元3.3V电源供电，在不使用该模块授时的设置下，时统单片机可通过负载开关SW4（TPS22958）完成GPS关闭电源功能。
作为本发明的一个优选的技术方案，所述的恒温晶振高精度时钟稳定度优于1×10-9/日，采用深圳大普的O11A系列压控恒温晶振O11A-V311-10MHz。
作为本发明的一个优选的技术方案，恒温晶振为时统单片机提供高稳定10MHz时钟，经时统单片机内部PLL单元倍频为50MHz后，供给时统单片机芯片内部所有“外设”， 其内置32bit定时器2（TIMER2），设置循环计数模式，计数频率为50MHz（20ns），计数长度根据发射周期设置完成设定， TIMER2通道1、通道2设定为输入捕获模式，分别输入经挑选后的北斗或GPS秒脉冲信号，系统授时中，秒脉冲信号上升沿触发捕获TIMER2中时延值，经计算时延误差后，软件对TIMER2计数器完成调整以达到授时同步功能；第1脉冲送至定时器3（TIMER3）通道1，触发TIMER3运行1次，生成特定时延的第2脉冲（测深脉冲）信号，时延及第2脉冲宽度由主控单片机控制。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
采用低功耗单片机替代FPGA完成守时、授时等控制逻辑，有效降低系统功耗、减小电源单元设计复杂度、延长系统整机工作时间，完成系统自动授时、守时。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅是本发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
如图1所示，本实施例所述的一种超低功耗时间统一模块，包括时统单片机、恒温晶振、北斗/GPS授时结构、门控电路和系统软件，所述的时统单片机使用恒温晶振作为芯片的时钟源，所述的芯片与恒温晶振同时上电，芯片内部所有内置外设（Peripherals），包括定时器均运行在高稳定时钟基准之上，时统单片机通过IIC总线数字电位器（MAX5481）实现恒温晶振小范围的压控校准，时统单片机使用内部32bit通用定时器“TIM2”的4个比较/捕捉通道，完成时统脉冲捕获、测距脉冲（第1脉冲）前沿生成、待测脉冲捕获功能，使用16bit通用定时器“TIM3”完成测深脉冲（第2脉冲）前沿生成，时延生成功能，时统单片机通过通用异步串行接口连接北斗通讯授时模块，门控电路由两路独立的与门芯片完成，分别检出北斗、GPS模块秒脉冲信号。
其中，在本实施例中，其预留有独立的GPS模块，GPS模块连接时统单片机，并直接受时统单片机控制，所述GPS模块为Garmin GPS15L，其通讯输入、输出串口分别采用TTL电平、RS232电平，具有计独立的电气电平转换电路，其输入使用非门芯片、输出使用MAX3180芯片，备份采用Garmin GPS15L模块使用时统单元3.3V电源供电，在不使用该模块授时的设置下，时统单片机可通过负载开关SW4（TPS22958）完成GPS关闭电源功能。
其中，在本实施例中，所述的恒温晶振高精度时钟稳定度优于1×10-9/日，采用深圳大普的O11A系列压控恒温晶振O11A-V311-10MHz。
其中，在本实施例中，恒温晶振为时统单片机提供高稳定10MHz时钟，经时统单片机内部PLL单元倍频为50MHz后，供给时统单片机芯片内部所有“外设”， 其内置32bit定时器2（TIMER2），设置循环计数模式，计数频率为50MHz（20ns），计数长度根据发射周期设置完成设定， TIMER2通道1、通道2设定为输入捕获模式，分别输入经挑选后的北斗或GPS秒脉冲信号，系统授时中，秒脉冲信号上升沿触发捕获TIMER2中时延值，经计算时延误差后，软件对TIMER2计数器完成调整以达到授时同步功能；第1脉冲送至定时器3（TIMER3）通道1，触发TIMER3运行1次，生成特定时延的第2脉冲（测深脉冲）信号，时延及第2脉冲宽度由主控单片机控制。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (1)

1.一种超低功耗时间统一模块，其特征在于，包括时统单片机、恒温晶振、北斗/GPS授时结构、门控电路和系统软件，所述的时统单片机使用恒温晶振作为芯片的时钟源，所述的芯片与恒温晶振同时上电，芯片内部所有内置外设，包括定时器均运行在高稳定时钟基准之上，时统单片机通过IIC总线数字电位器实现恒温晶振小范围的压控校准，时统单片机使用内部32bit通用定时器“TIM2”的4个比较/捕捉通道，完成时统脉冲捕获、测距脉冲前沿生成、待测脉冲捕获功能，使用16bit通用定时器“TIM3”完成测深脉冲前沿生成，时延生成功能，时统单片机通过通用异步串行接口连接北斗通讯授时模块，门控电路由两路独立的与门芯片完成，分别检出北斗、GPS模块秒脉冲信号；
预留有独立的GPS模块，GPS模块连接时统单片机，并直接受时统单片机控制，所述GPS模块为Garmin GPS15L，其通讯输入、输出串口分别采用TTL电平、RS232电平，具有计独立的电气电平转换电路，其输入使用非门芯片、输出使用MAX3180芯片，备份采用Garmin GPS15L模块使用时统单元3.3V电源供电，在不使用该模块授时的设置下，时统单片机可通过负载开关SW4完成GPS关闭电源功能；
恒温晶振为时统单片机提供高稳定10MHz时钟，经时统单片机内部PLL单元倍频为50MHz后，供给时统单片机芯片内部所有“外设”， 其内置32bit定时器2，设置循环计数模式，计数频率为50MHz，计数长度根据发射周期设置完成设定， TIMER2通道1、通道2设定为输入捕获模式，分别输入经挑选后的北斗或GPS秒脉冲信号，系统授时中，秒脉冲信号上升沿触发捕获TIMER2中时延值，经计算时延误差后，软件对TIMER2计数器完成调整以达到授时同步功能；第1脉冲送至定时器3通道1，触发TIMER3运行1次，生成特定时延的第2脉冲信号，时延及第2脉冲宽度由主控单片机控制；
所述的恒温晶振高精度时钟稳定度优于1×10-9/日。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018220301A1 (de) * 2018-11-26 2020-05-28 Festo Ag & Co. Kg Kommunikationseinheit, Steuergerät, Kommunikationssystem und Verfahren
CN111399418B (zh) * 2020-03-30 2021-02-26 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种低功耗断电守时模块

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201876678U (zh) * 2010-09-03 2011-06-22 北斗天汇（北京）科技有限公司 基于北斗系统的军用标准时钟
CN102323744A (zh) * 2011-08-12 2012-01-18 北京电子工程总体研究所 用于复杂环境下的地面高精度自主守时地面授时仪
CN104639161A (zh) * 2014-12-31 2015-05-20 陕西烽火电子股份有限公司 一种晶体振荡器的频率自动校准方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2120412A1 (en) * 2008-05-14 2009-11-18 SIDSA (Semiconductores Investigación) Y Diseño SA System and transceiver for DSL communications based on single carrier modulation, with efficient vectoring, capacity approaching channel coding structure and preamble insertion for agile channel adaption
CN102880045B (zh) * 2012-09-17 2014-01-29 南京澳德思电气有限公司 基于gps、北斗卫星、光纤b码、高精度恒温晶振的同步时钟时间输出系统
CN104023385B (zh) * 2013-02-28 2018-07-31 王胤 一种基于并行传输的无线多跳自组织网时间同步方法
CN203416271U (zh) * 2013-09-13 2014-01-29 烟台东方英达康自动化技术有限公司 多时源寻优时间同步装置
CN103454905B (zh) * 2013-09-13 2015-12-02 烟台东方英达康自动化技术有限公司 一种时间同步方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201876678U (zh) * 2010-09-03 2011-06-22 北斗天汇（北京）科技有限公司 基于北斗系统的军用标准时钟
CN102323744A (zh) * 2011-08-12 2012-01-18 北京电子工程总体研究所 用于复杂环境下的地面高精度自主守时地面授时仪
CN104639161A (zh) * 2014-12-31 2015-05-20 陕西烽火电子股份有限公司 一种晶体振荡器的频率自动校准方法

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