CN111580378A - 一种离线高精度时钟控制方法及时钟装置 - Google Patents

一种离线高精度时钟控制方法及时钟装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种离线高精度时钟控制方法及应用该控制方法的时钟装置，控制方法包括S1，提供控制器、时钟电路以及单位时间T，所述时钟电路内设置有定时器，单位时间T是由时间X和时间Y相加获得；S2，判断定时器是在时间X内工作或者是在时间Y内工作；S3，将定时器中TLA的值设置为C，THA的值设置为D，当TLA以及THA均累计到设定值后，定时器向控制器发出第一中断请求；S4，所述定时器向控制器发出第一中断请求后，将TLA重新赋值为E，THA重新赋值为F，当定时器中TLA以及THA均累计到设定值后，定时器向控制器发出第二中断请求；S5，控制器依次收到第一中断请求和第二中断请求后，控制器向外输出单位时间T，通过这样的方式，极大提升计时的精度。

Description

一种离线高精度时钟控制方法及时钟装置
技术领域
本发明涉及时钟电路精度技术领域，尤其涉及一种离线高精度时钟控制方法及应用该控制方法的时钟装置。
背景技术
现如今市场的绝大多数时钟显示功能的小家电，数字时钟、闹钟产品以及玩具等，为了提高时钟精度减少误差使用时钟专用控制芯片，另外还使用了显示驱动专用芯片，这样的产品集成电路成本高；另外有一些还要通过联网实现时钟校准来达到高精度时钟要求实时控制时间误差，这些所需要的生产材料成本高、生产工艺难度大，利润不大；而且，如图2所示，现在大部分的时钟电路中的定时器的计时方法都是使用定时器单一溢出值来通过定时中断来达到时钟时间计时，这种单一值控制必定存在较大的误差；0补偿无补偿的控制方法也是存在较大的误差；这种误差是随着时间的推移而不断加大的。因此，急需解决方案。
发明内容
本发明目的在于提供一种离线高精度时钟控制方法及应用该控制方法的时钟装置，旨在解决背景技术中存在的不足，计时精度高，成本低，用户体验感极佳。
为了达到上述目的，本发明的技术方案有：
一种离线高精度时钟控制方法，包括以下步骤：S1，提供控制器、时钟电路以及单位时间T，所述时钟电路内设置有定时器，单位时间T是由时间X和时间Y相加获得；S2，判断定时器是在时间X内工作或者是在时间Y内工作，当定时器在时间X内工作时，定时器中的低位寄存器TLA的值设置为C，高位寄存器THA的值设置为D；当定时器在时间Y内工作时，TLA的值设置为E，TLA的值设置为F；S3，将定时器中TLA的值设置为C，THA的值设置为D，当TLA以及THA均累计到设定值后，定时器向控制器发出第一中断请求；S4，所述定时器向控制器发出第一中断请求后，将TLA重新赋值为E，THA重新赋值为F，当定时器中TLA以及THA均累计到设定值后，定时器向控制器发出第二中断请求；S5，控制器依次收到第一中断请求和第二中断请求后，此时时间累计到达X+Y＝T，控制器向外输出单位时间T。
进一步地，还包括S6，修复时钟电路输出若干个单位时间T后与标准北京时间之间的时间误差，具体为：第一步，获取时钟电路运行多个单位时间T后与标准北京时间之间的误差值G；第二步，根据误差值G计算出时钟电路平均进行一次单位时间T循环时所产生的累积误差值G1；第三步，当所述时钟电路每进行一次单位时间T循环后，所述时钟电路会自动调整G1。
进一步地，所述第一步具体为：提供一带有所述时钟电路的装置，将该装置试运行若干个单位时间T，获取在这段时间内与标准北京时间之间的误差值G。
进一步地，所述第三步具体为：当时钟电路进行一次单位时间T循环后，控制器会在下一个单位时间T内调快或者调慢定时器中的若干个中断时机。
进一步地，所述单位时间T为秒级单位时间或者分钟级单位时间或者小时级单位时间。
进一步地，所述定时器采用具有自动重载功能的定时器。
进一步地，所述控制器采用89C51单片机。
进一步地，所述控制器向外输出T时间具体为：所述控制器通过连接一显示电路模块，通过所述显示电路模块显示时间T。
本发明还提供另一种技术方案
一种离线高精度时钟装置，应用如上所述的控制方法，包括控制模块、显示模块以及时钟电路模块，所述显示模块和时钟电路模块均与所述控制模块电连接，所述时钟电路模块包括修复单元，所述修复单元用于修复时钟电路输出若干个单位时间T后与标准北京时间之间的时间误差。
本发明提供了上述技术方案，其有益效果为：1、通过采用非单一值的形式，在不同时间段分别向寄存器设置不同的值从而减少定时器所产生的误差，有效提高定时器发出中断的精准度，从而大大提高时钟电路的计时精度；2、在时钟电路中还增加了修复时钟计时随时间推移带来的累积误差的方法，使定时器在每完成到某一个单位时间的计时时，会自动调快或者调慢若干个中断时机基准来抵消累积误差，有效减少时钟电路计时随时间推移带来的累积误差，大大的提高了时钟电路的精度，用户体验感极佳；3、整体以单片机89C51内核为主控芯片并使用外部晶振电路，无需时钟专用芯片和显示专用驱动芯片，且无需同网络时间进行时间校准，完全通过主控芯片计算时钟时间和显示驱动，高度集成，大大减少了生产材料成本，降低了生产工艺难度，效率提高，企业利润提高。
附图说明
图1为离线高精度时钟控制方法示意图；
图2为传统定时器单一固定值示意图；
图3为非单一固定值定时器示意图；
图4为定时器在秒级循环时进行自我修复的计时算法；
图5为定时器在分钟级循环时进行自我修复的计时算法；
图6为定时器在秒小时级循环时进行自我修复的计时算法；
图7为离线高精度时钟装置示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例一
参阅图1-图3，一种离线高精度时钟控制方法，包括以下步骤：S1，提供控制器、时钟电路以及单位时间T，所述时钟电路内设置有定时器，单位时间T是由时间X和时间Y相加获得；S2，判断定时器是在时间X内工作或者是在时间Y内工作，当定时器在时间X内工作时，定时器中的低位寄存器TLA的值设置为C，高位寄存器THA的值设置为D；当定时器在时间Y内工作时，TLA的值设置为E，TLA的值设置为F；S3，将定时器中TLA的值设置为C，THA的值设置为D，当TLA以及THA均累计到设定值后，定时器向控制器发出第一中断请求；S4，所述定时器向控制器发出第一中断请求后，将TLA重新赋值为E，THA重新赋值为F，当定时器中TLA以及THA均累计到设定值后，定时器向控制器发出第二中断请求；S5，控制器依次收到第一中断请求和第二中断请求后，此时时间累计到达X+Y＝T，控制器向外输出单位时间T。
其中，以定时器5，使用晶振4MHZ，需要产生10ms时间基准定时中断为例说明上述控制方法：打开TR5(使能定时器5)，打开ET5(使能定时器5定时中断)，设置定时时钟1分频，计算[TH5:TL5]＝65536-4*10*1000＝25536，TH5＝0x63、TL5＝0xC0，那么传统单一固定值定时器5的固定值就是TH5＝0x63、TL5＝0xC0恒定不变自动重载计时，输出每10ms基准中断一次，实际上，用仪器设备检测这基准10ms实测并不是严格准确的10ms整，存在一些误差。这个误差导致装置时钟定时的不精准，时间推移，出现越来越大误差；
因此，在本实施例中，提出一种控制方法，基于传统定时器计时工作原理的基础上，将单一固定的TH5＝0x63、TL5＝0xC0调整为单位时间T内(时间X+时间Y)，X时间使用TL5＝C,TH5＝D,Y时间使用TL5＝E、TH5＝F，使10ms基准中断实测值更加贴近真正意思上的10ms。
优选地，以单位时间1秒为例，传统控制方法就是1秒全为固定值TH5＝0x63、TL5＝0xC0,此发明推出一种单位时间1秒内X时间(举例0.9s)时使用TH5＝C、TL5＝D,剩余Y时间(举例0.1s)时使用TH5＝E,TL5＝F,从而平均更加贴近10ms的中断，有效提高定时器发出中断的精准度，从而大大提高时钟电路的计时精度。
参阅图4-图6(图中自我修正的意思为自我修复)，离线高精度时钟控制方法还包括S6，修复时钟电路输出若干个单位时间T后与标准北京时间之间的时间误差，具体为：第一步，获取时钟电路运行多个单位时间T后与标准北京时间之间的误差值G；第二步，根据误差值G计算出时钟电路平均进行一次单位时间T循环时所产生的累积误差值G1；第三步，当所述时钟电路每进行一次单位时间T循环后，所述时钟电路会自动调整G1。
进一步地，所述第一步具体为：提供一带有所述时钟电路的装置，将该装置试运行若干个单位时间T，获取在这段时间内与标准北京时间之间的误差值G。
进一步地，所述第三步具体为：当时钟电路进行一次单位时间T循环后，控制器会在下一个单位时间T内调快或者调慢定时器中的若干个中断时机。
进一步地，所述单位时间T为秒级单位时间或者分钟级单位时间或者小时级单位时间。
进一步地，所述定时器采用具有自动重载功能的定时器。
其中，举例说明上述S6:假设时钟电路运行一天后与标准北京时间之间存在1S的累积误差，计算单位时间1小时存在41.6ms或者说每15分钟存在10.4ms累积误差，假设定时器是10ms一次中断，100次中断就是1s，那么自我修正可以在累计满15分钟时刻进行自我修正，减少一次10ms中断累计，99次累计满1s；到下一个15分钟进行自我修正，如此类推。
通过设置这样的修复累积误差的方法，有效解决随时间推移而不断增大误差的问题，极大的提高了时钟电路中的计时精度，且无需使用时钟专用芯片和无需上网联网校准时间情况下也能达到高精度要求的目的。
优选地，所述控制器采用89C51单片机。所述控制器向外输出T时间具体为：所述控制器通过连接一显示电路模块，通过所述显示电路模块显示时间T。
实施例二
参阅图7，一种离线高精度时钟装置，应用如上所述的控制方法，包括控制模块、显示模块以及时钟电路模块，所述显示模块和时钟电路模块均与所述控制模块电连接，所述时钟电路模块包括修复单元，所述修复单元用于修复时钟电路输出若干个单位时间T后与标准北京时间之间的时间误差。
优选地，控制模块包括控制器，控制器用于控制整个应用上述控制方法的过程。
优选地，时钟电路模块还包括外部时钟晶振电路单元以及定时器单元，定时器单元(以具有自动重载功能的定时器5位例子)包括定时器开关、定时器分频器、16位计时器，8位重载寄存器低8位TL5，8位重载寄存器高8位TH5，定时器定时中断请求。
优选地，显示电路模块使用四位8数码管显示时钟时间。
优选地，还包括按键电路模块，按键电路模块用于人机操作，使用户能通过按键电路模块对时钟装置进行操作。
其中，时钟装置可以被安装在各种具有时钟显示功能的小家电，数字时钟、闹钟产品以及玩具上。
本发明提供了上述技术方案，其有益效果为：1、通过采用非单一值的形式，在不同时间段分别向寄存器设置不同的值从而减少定时器所产生的累加误差，有效提高定时器发出中断的精准度，从而大大提高时钟电路的计时精度；2、在时钟电路中还增加了修复时钟计时随时间推移带来的累积误差的方法，使定时器在每完成到某一个单位时间的计时时，会自动调快或者调慢若干个中断时机基准来抵消累积误差，有效减少时钟电路计时随时间推移带来的累积误差，大大的提高了时钟电路的精度，用户体验感极佳；3、整体以单片机89C51内核为主控芯片并使用外部晶振电路，无需时钟专用芯片和显示专用驱动芯片，完全通过主控芯片计算时钟时间和显示驱动，高度集成，大大减少了生产材料成本，降低了生产工艺难度，效率提高，企业利润提高。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (9)

1.一种离线高精度时钟控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，提供控制器、时钟电路以及单位时间T，所述时钟电路内设置有定时器，单位时间T是由时间X和时间Y相加获得；
S2，判断定时器是在时间X内工作或者是在时间Y内工作，当定时器在时间X内工作时，定时器中的低位寄存器TLA的值设置为C，高位寄存器THA的值设置为D；
当定时器在时间Y内工作时，TLA的值设置为E，TLA的值设置为F；
S3，将定时器中TLA的值设置为C，THA的值设置为D，当TLA以及THA均累计到设定值后，定时器向控制器发出第一中断请求；
S4，所述定时器向控制器发出第一中断请求后，将TLA重新赋值为E，THA重新赋值为F，当定时器中TLA以及THA均累计到设定值后，定时器向控制器发出第二中断请求；
S5，控制器依次收到第一中断请求和第二中断请求后，此时时间累计到达X+Y＝T，控制器向外输出单位时间T。
2.根据权利要求1所述的离线高精度时钟控制方法，其特征在于，还包括S6，修复时钟电路输出若干个单位时间T后与标准北京时间之间的时间误差，具体为：
第一步，获取时钟电路运行多个单位时间T后与标准北京时间之间的误差值G；
第二步，根据误差值G计算出时钟电路平均进行一次单位时间T循环时所产生的累积误差值G1；
第三步，当所述时钟电路每进行一次单位时间T循环后，所述时钟电路会自动调整G1。
3.根据权利要求2所述的离线高精度时钟控制方法，其特征在于，所述第一步具体为：提供一带有所述时钟电路的装置，将该装置试运行若干个单位时间T，获取在这段时间内与标准北京时间之间的误差值G。
4.根据权利要求2所述的离线高精度时钟控制方法，其特征在于，所述第三步具体为：当时钟电路进行一次单位时间T循环后，控制器会在下一个单位时间T内调快或者调慢定时器中的若干个中断时机。
5.根据权利要求1所述的离线高精度时钟控制方法，其特征在于，所述单位时间T为秒级单位时间或者分钟级单位时间或者小时级单位时间。
6.根据权利要求1所述的离线高精度时钟控制方法，其特征在于，所述定时器采用具有自动重载功能的定时器。
7.根据权利要求1所述的离线高精度时钟控制方法，其特征在于，所述控制器采用89C51单片机。
8.根据权利要求1所述的离线高精度时钟控制方法，其特征在于，所述控制器向外输出T时间具体为：所述控制器通过连接一显示电路模块，通过所述显示电路模块显示时间T。
9.一种离线高精度时钟装置，应用如权利要求1-8任一项所述的控制方法，其特征在于，包括控制模块、显示模块以及时钟电路模块，所述显示模块和时钟电路模块均与所述控制模块电连接，所述时钟电路模块包括修复单元，所述修复单元用于修复时钟电路输出若干个单位时间T后与标准北京时间之间的时间误差。
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Patentee before: GUANGDONG SONG RESEARCH ELECTRONIC TECHNOLOGY CO.,LTD.