CN114200815A - 一种提高普通定时器计时精度的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高普通定时器计时精度的方法，包括有以下步骤：通过晶振本身误差修正模块实现晶振顶点频率的校准；利用晶振工作环境温度采集模块，实时检测晶振工作环境温度；计算任意温度下的晶振频率偏差；计算计时的累计误差；根据计时脉冲确定最小修正时间；采用最小修正时间来修正计时误差；重新计算初始累计误差。本发明还提供了一种提高普通定时器计时精度的系统，包括有晶振本身误差修正模块和晶振工作环境温度采集模块。本发明具有以下优点和效果：针对普通定时器现状，本发明提出一种提高普通定时器计时精度的方法及系统，来有效的提高普通定时器的计时精度。
Description
技术领域
本发明涉及定时器技术领域，特别涉及一种提高普通定时器计时精度的方法及系统。
背景技术
定时器作为计时仪器和时间控制开关，在工农业生产、设备控制及生活中大量应用，目前市场上普通定时器绝大多数采用32768HZ的石英晶振作为计时源，都存在一个共性的问题，计时精度普遍不高，一般精度在25℃时为±2S/天，考虑到使用环境的温度变化，其实际的精度为±3-7S/天，在极端温度-25℃或70℃情况下，其每天误差超过10S/天。因此普通定时器(时控开关)其年误差一般在±30分左右，在一些特殊场合其年误差可能会达到60分钟。这种误差的存在在实际应用中带来诸多不便。
造成普通定时器计时精度不高的原因一是32768HZ晶振本身误差一般在±10ppm，在25℃下如果不调整匹配电容，就会造成常温下误差超过±2S/天；二是温度对晶振影响，由于受切割工艺影响，32768HZ温度曲线是以25±5℃为顶点的倒抛物线，F＝F0+k(Ta-Tx)×(Ta-Tx)(k＝-0.037±0.005，Ta＝25±5℃，Tx为任意温度,F0为顶点频率)，如果没有温度补偿，在温度为75℃每天误差超过8S。如要提高定时器计时精度，一般采用温补的32768HZ晶振或温补RTC，在0-50℃精度可以实现0.3S/天，在-25-70℃的精度为0.5S/天以内，由于价格原因，普通定时器没有采用温补措施。
发明内容
鉴于以上问题，本发明的目的是提供一种提高普通定时器计时精度的方法及系统。
为了达到上述目的，本发明提供了一种提高普通定时器计时精度的方法，包括有以下步骤：
步骤S1、通过晶振本身误差修正模块实现晶振顶点频率的校准；
步骤S2、利用工作环境温度采集模块，实时检测晶振工作环境温度；
步骤S3、计算任意温度下的晶振频率偏差△F＝k(Ta-Tx)×(Ta-Tx)；其中的Ta为晶振倒抛物线温度曲线的顶点温度，Tx为任意时刻的晶振工作环境温度；
步骤S4、计算计时的累计误差
其中的△T为温度采样间隔，Tn为n个△T的计时累计误差，△Fi为第i时刻的晶振频率偏差，Tn0为初始累计误差；
步骤S5、根据计时脉冲确定最小修正时间Tx，Tx＝2x/32768秒，x＝0,1，...n；
步骤S6、采用最小修正时间来修正计时误差，当Tn>＝i×Tx，增加i个计时脉冲来修正计时累计误差，i＝1，...n；
步骤S7、重新计算初始累计误差Tn0＝Tn-i×Tx。
为了达到上述目的，本发明还提供了一种提高普通定时器计时精度的系统，包括有晶振本身误差修正模块和晶振工作环境温度采集模块；其中所述的晶振本身误差修正模块包括有微调电容或电容阵列，所述的晶振工作环境温度采集模块包括有热敏电阻或半导体温度传感器。
本发明的有益效果在于：
针对普通定时器现状，本发明提出一种提高普通定时器计时精度的方法，通过温补措施来有效的提高普通定时器的计时精度；同时还提出了一种提高普通定时器计时精度的系统，该系统由晶振工作环境温度采集模块和晶振本身误差修正模块组成，由此实现初步的校准和温度采集。
附图说明
图1为实施例的具体应用示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
一种提高普通定时器计时精度的方法，包括有以下步骤：
步骤S1、通过晶振本身误差修正模块实现晶振顶点频率的校准；
步骤S2、利用晶振工作环境温度采集模块，实时检测晶振工作环境温度；
步骤S3、计算任意温度下的晶振频率偏差△F＝k(Ta-Tx)×(Ta-Tx)；其中的Ta为晶振倒抛物线温度曲线的顶点温度，Tx为任意时刻的晶振工作环境温度；
步骤S4、计算计时的累计误差
其中的△T为温度采样间隔，Tn为n个△T的计时累计误差，△Fi为第i时刻的晶振频率偏差，Tn0为初始累计误差；
步骤S5、根据计时脉冲确定最小修正时间Tx，Tx＝2x/32768秒，x＝0,1，...n；
步骤S6、采用最小修正时间来修正计时误差，当Tn>＝i×Tx，增加i个计时脉冲来修正计时累计误差，i＝1，...n；
步骤S7、重新计算初始累计误差Tn0＝Tn-i×Tx。
一种提高普通定时器计时精度的系统，应用于所述的一种提高普通定时器计时精度的方法；
包括有晶振本身误差修正模块和晶振工作环境温度采集模块；其中所述的晶振本身误差修正模块包括有微调电容或电容阵列，所述的晶振工作环境温度采集模块包括有热敏电阻或半导体温度传感器
如附图1所示为本实施例的具体实例；
MCU采用带A/D或比较器的，热敏电阻采用负温度系数的20K电阻，微调电容采用6p，厂家提供和实测晶振K＝-0.035，Ta＝25.5℃。
针对上述参数根据MCU特点，选定Tx＝4/32768(s)，△T＝4s，进行计算和修正。通过样品的高低温测试，在0-50℃误差在0.2-0.3S/天之间，-25-70℃误差在0.5S/天以内，达到温补RTC的精度。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (2)
1.一种提高普通定时器计时精度的方法，其特征在于，包括有以下步骤：
步骤S1、通过晶振本身误差修正模块实现晶振顶点频率的校准；
步骤S2、利用晶振工作环境温度采集模块，实时检测晶振工作环境温度；
步骤S3、计算任意温度下的晶振频率偏差△F=k（Ta-Tx）×（Ta-Tx）；其中的Ta为晶振倒抛物线温度曲线的顶点温度，Tx为任意时刻的晶振工作环境温度；
步骤S4、计算计时的累计误差
其中的△T为温度采样间隔，Tn为n个△T的计时累计误差，△Fi为第i时刻的晶振频率偏差，Tn0为初始累计误差；
步骤S5、根据计时脉冲确定最小修正时间Tx，Tx＝2x/32768秒，x＝0,1，...n；
步骤S6、采用最小修正时间来修正计时误差，当Tn>＝i×Tx，增加i个计时脉冲来修正计时累计误差，i＝1，...n；
步骤S7、重新计算初始累计误差Tn0＝Tn-i×Tx。
2.一种提高普通定时器计时精度的系统，应用于权利要求1中所述的一种提高普通定时器计时精度的方法，其特征在于：
包括有晶振本身误差修正模块和晶振工作环境温度采集模块；其中所述的晶振本身误差修正模块包括有微调电容或电容阵列，所述的晶振工作环境温度采集模块包括有热敏电阻或半导体温度传感器。
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