CN115664392A - 一种时钟控制电路及微焦射线源 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种时钟控制电路及微焦射线源。该时钟控制电路包括:时钟芯片、无源晶振、电源和电池;所述无源晶振与所述时钟芯片电连接,为所述时钟芯片提供时钟源;所述电源包括第一电源和第二电源,所述第一电源与所述时钟芯片电连接,所述第二电源与所述电池电连接;当所述电源上电时,所述第一电源直接给所述时钟芯片供电,所述第二电源给所述电池充电;所述电池与所述时钟芯片电连接;当所述电源断电时,所述电池给所述时钟芯片供电。在本发明实施例中,通过采用包括时钟芯片、无源晶振、电源和电池的时钟控制电路来替代现有的DS12C887时钟芯片,具有提高使用良率、增强抗跌落、降低功耗、提高精度、减小体积的有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及电路技术领域,尤其涉及一种时钟控制电路及微焦射线源。
背景技术
目前微焦射线源中使用的时钟芯片型号多为DS12C887,此型号的时钟芯片自带后备电池和并行接口通讯,无需外围元件。
图1为现有技术提供的DS12C887时钟芯片的电路图,图2为现有技术提供的与DS12C887时钟芯片相连接的单片机的电路图,参考图1和图2,DS12C887时钟芯片的管脚多达24个,其中与单片机相连的管脚就有14个,需要的单片机接口较多,并且,由于该DS12C887时钟芯片自带晶体振荡器和锂电池,所以该DS12C887时钟芯片的体积较大,占用PCB板的空间也较大,又因为其管脚较多,使用过程中易损坏,良率低,为方便更换坏的DS12C887时钟芯片,通常采用先将卡槽焊接在PCB板子上,然后将DS12C887时钟芯片直接插到卡槽中的方式固定DS12C887时钟芯片,但是采用此方式固定的DS12C887时钟芯片与直接焊接在PCB板上的芯片相比可靠性会差很多,容易在运输或使用过程中出现接触不良等问题。
现有技术提供的DS12C887时钟芯片体积大、管脚数多、占用单片机接口较多,在使用过程中易损坏,良率低,为方便更换坏的DS12C887时钟芯片,厂家会将卡槽焊接在PCB板子上,然后将DS12C887时钟芯片直接插到卡槽中,然而设备在运输或使用过程中就很容易出现接触不良等问题,与焊接在PCB板上的芯片对比可靠性会差很多,同时此款芯片接口为并行接口,所以使用的线路接口较多,占用PCB板线路空间。
发明内容
本发明提供了一种时钟控制电路及微焦射线源,以解决上述技术问题。
第一方面,本发明实施例提供了一种时钟控制电路,包括:时钟芯片、无源晶振、电源和电池;
所述无源晶振与所述时钟芯片电连接,为所述时钟芯片提供时钟源;
所述电源包括第一电源和第二电源,所述第一电源与所述时钟芯片电连接,所述第二电源与所述电池电连接;
当所述电源上电时,所述第一电源直接给所述时钟芯片供电,所述第二电源给所述电池充电;
所述电池与所述时钟芯片电连接;
当所述电源断电时,所述电池给所述时钟芯片供电。
可选的,所述时钟控制电路还包括充电电路;
所述电池与所述时钟芯片电连接,包括:
所述充电电路的输入端与所述第二电源电连接,所述充电电路的输出端与所述电池的正极电连接。
可选的,所述充电电路包括第一电阻、第二电阻、第一二极管和第二二极管,其中第一二极管为稳压二极管;
所述第一电阻的一端与所述第二电源电连接,所述第一电阻的另一端分别与所述第二电阻的一端、所述第一二极管的阴极和所述第二二极管的阳极电连接;
所述第二电阻的另一端和所述第一二极管的阳极接地,所述第二二极管的阴极与所述电池的正极电连接。
可选的,所述时钟芯片采用的是DS1390U-33&R时钟芯片,包括10个管脚;
所述DS1390U-33&R时钟芯片的封装方式为MSOP-10焊接式。
可选的,所述DS1390U-33&R时钟芯片的X1引脚连接所述无源晶振的一端,所述DS1390U-33&R时钟芯片的X2引脚连接所述无源晶振的另一端;
所述DS1390U-33&R时钟芯片的VBACKUP引脚与所述电池的正极电连接,所述电池的负极接地;
所述DS1390U-33&R时钟芯片的VCC引脚与所述第一电源电连接,所述DS1390U-33&R时钟芯片的GND引脚接地。
可选的,所述时钟控制电路还包括单片机芯片,所述单片机芯片包括PA4、PA5、PA6和PA7引脚;
所述单片机芯片的PA4引脚与所述DS1390U-33&R时钟芯片的/CS引脚电连接;
所述单片机芯片的PA5引脚与所述DS1390U-33&R时钟芯片的SCLK引脚电连接;
所述单片机芯片的PA6引脚与所述DS1390U-33&R时钟芯片的DOUT引脚电连接;
所述单片机芯片的PA7引脚与所述DS1390U-33&R时钟芯片的DIN引脚电连接;
所述单片机芯片用于采集并读取所述DS1390U-33&R时钟芯片的信息。
可选的,所述单片机芯片用于采集并读取所述DS1390U-33&R时钟芯片的信息,包括:
当所述电源上电时,所述第一电源直接给所述DS1390U-33&R时钟芯片供电,所述第二电源给所述电池充电,同时所述DS1390U-33&R时钟芯片内部也会同步生成32.768KHZ的晶振,用于时钟内部基准频率;
当所述电源断电时,所述电池给所述DS1390U-33&R时钟芯片供电,所述DS1390U-33&R时钟芯片继续工作;
当所述电源再次上电时,所述单片机芯片会通过PA4、PA5、PA6和PA7引脚读取所述DS1390U-33&R时钟芯片的内部数据,并判断此次上电与上次上电之间的时间间隔。
可选的,所述第一电源的电压为3.3V,所述第二电源的电压为5V。
第二方面,本发明实施例还提供了一种微焦射线源,包括第一方面任一实施例所述的时钟控制电路,所述微焦射线源根据此次上电与上次上电之间的时间间隔来确定微焦射线源需要预热的时间。
可选的,所述微焦射线源根据此次上电与上次上电之间的时间间隔来确定微焦射线源需要预热的时间包括:
所述微焦射线源运行时,单片机芯片会以预设周期读取DS1390U-33&R时钟芯片寄存器数据一次,并将每次读取的相邻数据进行比较,通过读取相邻数据的差值来判断微焦射线源需要预热的具体时间。
本发明实施例的技术方案,提供了一种时钟控制电路,该时钟控制电路包括:时钟芯片、无源晶振、电源和电池,以替代了现有技术中的DS12C887时钟芯片,解决了现有技术中时钟芯片体积大、管脚多、占用单片机接口较多,在使用过程中易损坏,良率低的问题,具有提高使用良率、增强抗跌落、降低功耗、提高精度、减小体积的有益效果。
应当理解,本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征,也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例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的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术提供的DS12C887时钟芯片的电路图。
图2为现有技术提供的与DS12C887时钟芯片相连接的单片机的电路图。
图3为本发明实施例提供的时钟控制电路的电路图。
图4为本发明实施例提供的与时钟控制电路相连接的单片机芯片的电路图。
图5为本发明实施例提供的微焦射线源上电时示波器采集的时钟波形图。
图6为本发明实施例提供的微焦射线源断电时示波器采集的时钟波形图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
图3为本发明实施例提供的时钟控制电路的电路图;图4为本发明实施例提供的与时钟控制电路相连接的单片机芯片的电路图;图5为本发明实施例提供的微焦射线源上电时采集的时钟波形图;图6为本发明实施例提供的微焦射线源断电时采集的时钟波形图。下面结合图3-6对本发明实施例提供的时钟控制电路进行示例性说明。
参考图3,该时钟控制电路包括:时钟芯片U10、无源晶振Y1、电源VCC和电池110。
其中,无源晶振Y1与时钟芯片U10电连接,无源晶振Y1为时钟芯片U10提供时钟源。电源VCC包括第一电源VCC1和第二电源VCC2,第一电源VCC1与时钟芯片U10电连接,第二电源VCC2与电池110电连接。电池110与时钟芯片U10电连接。
具体的,当所述电源VCC上电时,第一电源VCC1直接给时钟芯片U10供电,第二电源VCC2则给电池110充电。当所述电源VCC断电时,电池110给时钟芯片U10供电。
可选的,本发明实施例中的时钟控制电路还包括充电电路120,继续参考图3,电池110与时钟芯片U10电连接包括:充电电路120的输入端与第二电源VCC2电连接,充电电路120的输出端与电池110的正极电连接。
具体的,参考图3,充电电路120包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一二极管D1和第二二极管D2,第一二极管D1为稳压二极管。其中,第一电阻R1的一端与第二电源VCC2电连接,第一电阻R1的另一端分别与第二电阻R2的一端、第一二极管D1的阴极和第二二极管D2的阳极电连接,第二电阻R2的另一端接地,第一二极管D1的阳极也接地,第二二极管D1的阴极与电池110的正极电连接。
可选的,时钟芯片U10采用的是DS1390U-33&R时钟芯片,包括10个管脚。并且该DS1390U-33&R时钟芯片的封装方式为MSOP-10焊接式,相较于现有技术中的DS12C887时钟芯片,本实施例中的DS12C887时钟芯片管脚少,可靠性高,良率高,抗跌落强,不易在运输或使用过程中出现接触不良等问题。
可选的,参考图3,DS1390U-33&R时钟芯片包括:X1、X2、VBACKUP、VCC和GND引脚。DS1390U-33&R时钟芯片的X1引脚连接无源晶振Y1的一端,DS1390U-33&R时钟芯片的X2引脚连接无源晶振Y1的另一端,其中,无源晶振Y1可为DS1390U-33&R时钟芯片提供时钟源,且该无源晶振Y1的频率是32.768KHZ。DS1390U-33&R时钟芯片的VBACKUP引脚与电池110的正极电连接,电池110的负极接地。DS1390U-33&R时钟芯片的VCC引脚与第一电源VCC1电连接,DS1390U-33&R时钟芯片的GND引脚接地。
可选的,继续参考图3,DS1390U-33&R时钟芯片还包括:/CS、SCLK、DOUT和DIN引脚,其中,DIN、DOUT和SCLK引脚分别连接上拉电阻R3、R4和R5的一端,上拉电阻R3、R4和R5的另一端连接第一电源VCC1。
可选的,参考图4,本发明实施例中的时钟控制电路还包括单片机芯片,该单片机芯片包括PA4、PA5、PA6和PA7引脚。单片机芯片的PA4引脚与DS1390U-33&R时钟芯片的/CS引脚电连接,单片机芯片的PA5引脚与所述DS1390U-33&R时钟芯片的SCLK引脚电连接,单片机芯片的PA6引脚与DS1390U-33&R时钟芯片的SCLK引脚电连接,单片机芯片的PA7引脚与所述DS1390U-33&R时钟芯片的DIN引脚电连接。其中,单片机芯片用于采集并读取DS1390U-33&R时钟芯片的信息。
具体的,单片机芯片用于采集并读取DS1390U-33&R时钟芯片的信息包括:当电源VCC上电时,第一电源VCC1直接给时钟芯片U10供电,第二电源VCC2给电池110充电,同时DS1390U-33&R时钟芯片内部也会同步生成32.768KHZ的晶振,用于时钟内部基准频率。当电源VCC断电时,电池110给DS1390U-33&R时钟芯片供电,可以保证DS1390U-33&R时钟芯片继续工作。当电源VCC再次上电时,单片机芯片会通过PA4、PA5、PA6和PA7引脚读取DS1390U-33&R时钟芯片的内部数据,并判断此次上电与上次上电之间的时间间隔。
可选的,单片机芯片的型号为STM32F103RCT6。
可选的,无源晶振Y1采用的型号是Q13FC1350004900,频率是32.768KHZ。电池110采用的型号是VL-2330。
可选的,第一电源VCC1的电压为3.3V,第二电源VCC2的电压为5V。
需要说明的是,第二电源VCC2在给电池110充电时,其5V电压会先经过充电电路120,充电电路120的两个电阻串联先对输入电压进行分压,所以第二电源VCC2的5V电压在经充电电路120的两个分压电阻分压后,只有3.4V左右的电压用于电池110充电,电池110为锂电池,在锂电池满电的情况下可维持2年以上自运行。
在上述实施方式的基础上,本发明实施例还提供了一种微焦射线源,该微焦射线源包括上述任一实施例提供的时钟控制电路,因而该微焦射线源具有上述时钟控制电路的相同或相应的技术效果。
该微焦射线源可以产生X射线,能够穿透一般光线不能穿透的物质,因此常被应用于设备的无损检测和探伤等功能,但是微焦射线源使用寿命较短,为了延长微焦射线源的使用寿命,会在微焦射线源每次开机使用前会增加预热功能,而该预热功能的具体预热时间则需要根据设备未使用时间的长短来确定,因此该微焦射线源的预热功能就需要应用到时钟控制电路的时钟功能,通过时钟控制电路获取微焦射线源此次开机与上次开机之间的时间间隔,从而确定微焦射线源需要预热的具体时间。
需要说明是微焦射线源上电,时钟控制电路的电源就上电,微焦射线源断电,时钟控制电路的电源就断电,即微焦射线源此次开机与上次开机之间的时间间隔就是时钟控制电路此次上电与上次上电之间的时间间隔。微焦射线源根据此次上电与上次上电之间的时间间隔来确定微焦射线源需要预热的时间。
具体的,微焦射线源根据此次上电与上次上电之间的时间间隔来确定微焦射线源需要预热的时间包括:微焦射线源运行时,单片机芯片会以预设周期,例如每隔1秒,读取DS1390U-33&R时钟芯片寄存器数据一次,并将每次读取的相邻数据进行比较,通过读取相邻数据的差值来判断微焦射线源需要预热的具体时间。
示例性地,图5为本发明实施例提供的微焦射线源上电时示波器采集的时钟波形图,图6为本发明实施例提供的微焦射线源断电时示波器采集的时钟波形图。参考图5和图6,微焦射线源上电时示波器采集到的时钟波形的频率为32.784KHz,微焦射线源断电时示波器采集到的时钟波形的频率为32.235KHz,可见,微焦射线源上电和断电情况下的波形及频率几乎没有差异,表明微焦射线源的断电并不会给时钟计时带来很大的影响,由此可知,本发明实施例中的时钟控制电路的精度较高,可以保证微焦射线源的预热时间的准确性,有利于延长微焦射线源的使用寿命。
上述具体实施方式,并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是,根据设计要求和其他因素,可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明保护范围之内。
Claims (10)
1.一种时钟控制电路,其特征在于,包括:时钟芯片、无源晶振、电源和电池;
所述无源晶振与所述时钟芯片电连接,为所述时钟芯片提供时钟源;
所述电源包括第一电源和第二电源,所述第一电源与所述时钟芯片电连接,所述第二电源与所述电池电连接;
当所述电源上电时,所述第一电源直接给所述时钟芯片供电,所述第二电源给所述电池充电;
所述电池与所述时钟芯片电连接;
当所述电源断电时,所述电池给所述时钟芯片供电。
2.根据权利要求1所述的时钟控制电路,其特征在于,所述时钟控制电路还包括充电电路;
所述电池与所述时钟芯片电连接,包括:
所述充电电路的输入端与所述第二电源电连接,所述充电电路的输出端与所述电池的正极电连接。
3.根据权利要求2所述的时钟控制电路,其特征在于,所述充电电路包括第一电阻、第二电阻、第一二极管和第二二极管,其中第一二极管为稳压二极管;
所述第一电阻的一端与所述第二电源电连接,所述第一电阻的另一端分别与所述第二电阻的一端、所述第一二极管的阴极和所述第二二极管的阳极电连接;
所述第二电阻的另一端和所述第一二极管的阳极接地,所述第二二极管的阴极与所述电池的正极电连接。
4.根据权利要求1所述的时钟控制电路,其特征在于,所述时钟芯片采用的是DS1390U-33&R时钟芯片,包括10个管脚;
所述DS1390U-33&R时钟芯片的封装方式为MSOP-10焊接式。
5.根据权利要求4所述的时钟控制电路,其特征在于,
所述DS1390U-33&R时钟芯片的X1引脚连接所述无源晶振的一端,所述DS1390U-33&R时钟芯片的X2引脚连接所述无源晶振的另一端;
所述DS1390U-33&R时钟芯片的VBACKUP引脚与所述电池的正极电连接,所述电池的负极接地;
所述DS1390U-33&R时钟芯片的VCC引脚与所述第一电源电连接,所述DS1390U-33&R时钟芯片的GND引脚接地。
6.根据权利要求4所述的时钟控制电路,其特征在于,所述时钟控制电路还包括单片机芯片,所述单片机芯片包括PA4、PA5、PA6和PA7引脚;
所述单片机芯片的PA4引脚与所述DS1390U-33&R时钟芯片的/CS引脚电连接;
所述单片机芯片的PA5引脚与所述DS1390U-33&R时钟芯片的SCLK引脚电连接;
所述单片机芯片的PA6引脚与所述DS1390U-33&R时钟芯片的DOUT引脚电连接;
所述单片机芯片的PA7引脚与所述DS1390U-33&R时钟芯片的DIN引脚电连接;
所述单片机芯片用于采集并读取所述DS1390U-33&R时钟芯片的信息。
7.根据权利要求6所述的时钟控制电路,其特征在于,所述单片机芯片用于采集并读取所述DS1390U-33&R时钟芯片的信息,包括:
当所述电源上电时,所述第一电源直接给所述DS1390U-33&R时钟芯片供电,所述第二电源给所述电池充电,同时所述DS1390U-33&R时钟芯片内部也会同步生成32.768KHZ的晶振,用于时钟内部基准频率;
当所述电源断电时,所述电池给所述DS1390U-33&R时钟芯片供电,所述DS1390U-33&R时钟芯片继续工作;
当所述电源再次上电时,所述单片机芯片会通过PA4、PA5、PA6和PA7引脚读取所述DS1390U-33&R时钟芯片的内部数据,并判断此次上电与上次上电之间的时间间隔。
8.根据权利要求1所述的时钟控制电路,其特征在于,所述第一电源的电压为3.3V,所述第二电源的电压为5V。
9.一种微焦射线源,其特征在于,包括权利要求1-8任一项所述的时钟控制电路,所述微焦射线源根据此次上电与上次上电之间的时间间隔来确定微焦射线源需要预热的时间。
10.根据权利要求9所述的微焦射线源,其特征在于,所述微焦射线源根据此次上电与上次上电之间的时间间隔来确定微焦射线源需要预热的时间包括:
所述微焦射线源运行时,单片机芯片会以预设周期读取DS1390U-33&R时钟芯片寄存器数据一次,并将每次读取的相邻数据进行比较,通过读取相邻数据的差值来判断微焦射线源需要预热的具体时间。
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2022
- 2022-12-28 CN CN202211687969.1A patent/CN115664392A/zh active Pending
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