实时时钟产生装置及方法与流程

本发明涉及一种实时时钟，特别是涉及一种实时时钟产生装置和利用该实时时钟产生装置实现的实时时钟产生方法。

背景技术：

石英晶体振荡器在出厂后，其顶点频率的偏差不能被更改，否则温度曲线会变掉，从而引起较大的误差，所以需要采用昂贵的具有抗回流焊性能的石英晶体，导致成本高。

现有产品中对石英晶体振荡器的调整，主要是调整石英晶体振荡器中的负载电容的大小，由于负载电容与输出频率呈反比例关系，则负载电容的改变影响输出频率的大小，所以通过改变负载电容的大小可控制输出的频率，但这种负载电容调整方式，在偏离室温较多时输出的时钟信号精度较低。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中采用负载电容调整方式输出的时钟信号精度低、抗回流焊性能差的缺陷，提供一种实时时钟产生装置及方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供一种实时时钟产生装置，其特点在于，其包括一温度传感器、一频温函数发生器、一锁相环和一秒合成器，其中该秒合成器包括一低频计数器、一高频计数器和一合成控制器；

该温度传感器与该频温函数发生器电连接，该频温函数发生器与该合成控制器电连接，该合成控制器分别与该低频计数器和该高频计数器电连接，该高频计数器与该锁相环电连接；

该温度传感器用于检测当前环境下的当前温度值，并将该当前温度值传 输至该频温函数发生器；

该频温函数发生器用于计算该当前温度值条件下对应的振荡频率偏离一标准振荡频率的偏离频率数值，并将该偏离频率数值传输至该合成控制器；

该低频计数器用于接收一低频时钟信号；

该合成控制器用于根据该偏离频率数值计算公式1S(1秒)＝M*T_L+N*T_H中参数M和N的取值，将参数M的取值传输至该低频计数器，将参数N的取值传输至该高频计数器，其中T_L为低频计数器的周期，T_H为高频计数器的周期；

该锁相环用于对该低频时钟信号进行倍频放大，并将经放大后的高频时钟信号传输至该高频计数器；

该低频计数器用于计数M次，该锁相环用于启动该高频计数器，该高频计数器用于计数N次后输出秒脉冲。

较佳地，该合成控制器用于在该秒脉冲结束前的某一时刻启动该锁相环。

较佳地，该时刻为该秒脉冲结束前2-3ms。

较佳地，该合成控制器用于在该时刻发送一启动使能信号至该锁相环。

较佳地，该合成控制器用于在该高频计数器计数N次时发送一关闭使能信号至该锁相环。

本发明还提供一种实时时钟产生方法，其特点在于，其利用上述的实时时钟产生装置实现，该实时时钟产生方法包括以下步骤：

该温度传感器检测当前环境下的当前温度值，并将该当前温度值传输至该频温函数发生器；

该频温函数发生器计算该当前温度值条件下对应的振荡频率偏离一标准振荡频率的偏离频率数值，并将该偏离频率数值传输至该合成控制器；

该低频计数器接收该低频时钟信号；

该合成控制器根据该偏离频率数值计算公式1S＝M*T_L+N*T_H中参数M 和N的取值，将参数M的取值传输至该低频计数器，将参数N的取值传输至该高频计数器，其中T_L为低频计数器的周期，T_H为高频计数器的周期；

该锁相环对该低频时钟信号进行倍频放大，并将经放大后的高频时钟信号传输至该高频计数器；

该低频计数器计数M次，然后该锁相环启动该高频计数器计数N次后输出秒脉冲。

较佳地，该合成控制器在该秒脉冲结束前的某一时刻启动该锁相环。

较佳地，该时刻为该秒脉冲结束前2-3ms。

较佳地，该合成控制器在该时刻发送一启动使能信号至该锁相环。

较佳地，该合成控制器在该高频计数器计数N次后发送一关闭使能信号至该锁相环。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

本发明由于未对石英晶体振荡器进行任何调整或操作，负载电容不变，仍然保持在最大值，所以寄生电容的影响减至最小，振荡器的输出频率由石英晶体的温度特性决定，寄生电容引入的高次项被减弱。而且，本发明的频率由秒合成器的数字寄存器设置，可以在任何时候、任何地方进行设置，比如在该实时时钟产生装置构成的芯片焊接后，重新设定顶点频率，而不会对温度曲线造成影响，这样就降低了石英晶体的要求，且输出的频率精度高。此外，由于频率的调整不影响石英晶体振荡器，则本发明可以接受远程或网络授时。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的实时时钟产生装置的结构图。

图2为本发明较佳实施例的实时时钟产生方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

如图1所示，本实施例提供一种实时时钟产生装置，其包括一温度传感器2、一频温函数发生器3、一锁相环4和一秒合成器5，其中该秒合成器5包括一低频计数器51、一高频计数器52和一合成控制器53。

该温度传感器2与该频温函数发生器3电连接，该频温函数发生器3与该合成控制器53电连接，该合成控制器53分别与该低频计数器51和该高频计数器52电连接，该高频计数器52与该锁相环4电连接，该锁相环4与一石英晶体振荡器1电连接，该低频计数器51也与该石英晶体振荡器1电连接。

其中，本实施例的石英晶体振荡器(XTAL)1采用32768Hz的石英晶体振荡器。该石英晶体振荡器1中的F₀校准寄存器用来调整负载电容，以此来满足石英晶体负载电容的要求，F₀校准寄存器可以但没有必要把F₀调节的非常精准。该石英晶体振荡器1输出频率为32768KHz的低频时钟信号(CLKL)至该低频计数器(CLKL计数器)51，该低频计数器51的周期为1/32768，即30.5us。

该温度传感器2用于检测当前环境下的当前温度值，并将该当前温度值传输至该频温函数发生器3。

该频温函数发生器3用于计算该当前温度值条件下对应的振荡频率偏离一标准振荡频率的偏离频率数值，并将该偏离频率数值传输至该合成控制器53。

该合成控制器53用于根据该偏离频率数值计算公式1S＝M*T_L+N*T_H中参数M和N的取值，并将参数M的取值传输至该低频计数器51，将参数N的取值传输至该高频计数器(CLKH计数器)52，其中T_L为该低频计数器的周期，T_H为该高频计数器的周期。

该锁相环4用于对该石英晶体振荡器1输出的低频时钟信号进行倍频放大，例如放大K＝305倍，并将经放大后的高频时钟信号传输至该高频计数器 52，则该高频计数器52的周期T_H＝1/32768*305＝0.1us。

该低频计数器51用于计数M次，该合成控制器53用于在产生的秒脉冲结束前的2-3ms发送一启动使能信号至该锁相环4以启动该锁相环4，该锁相环4用于启动该高频计数器52，该高频计数器52用于计数N次后输出秒脉冲。

而且，该合成控制器53还用于在该高频计数器52计数N次时发送一关闭使能信号至该锁相环4以关闭该锁相环4，通过上述可以看出，该锁相环4并不是一直处于工作状态，而是在秒脉冲结束前的2-3ms开始启动工作，并在高频计数器52计数N次后不工作，这样能够有效地降低该实时时钟装置的功耗。

如图2所示，本实施例还提供一种实时时钟产生方法，其利用上述的实时时钟产生装置实现，该实时时钟产生方法包括以下步骤：

步骤101、该温度传感器检测当前环境下的当前温度值，并将该当前温度值传输至该频温函数发生器；

步骤102、该频温函数发生器计算该当前温度值条件下对应的振荡频率偏离一标准振荡频率的偏离频率数值，并将该偏离频率数值传输至该合成控制器；

步骤103、该振荡器输出低频时钟信号至该低频计数器；

步骤104、该合成控制器根据该偏离频率数值计算公式1S＝M*T_L+N*T_H中参数M和N的取值，并将参数M的取值传输至该低频计数器，将参数N的取值传输至该高频计数器，其中T_L为低频计数器的周期，T_H为高频计数器的周期；

步骤105、该低频计数器计数M次，该锁相环对该振荡器输出的低频时钟信号进行倍频放大，并将经放大后的高频时钟信号传输至该高频计数器启动该高频计数器；

步骤106、该高频计数器计数N次后输出秒脉冲。

其中，在步骤105中，该合成控制器在该秒脉冲结束前2-3ms发送一启 动使能信号至该锁相环启动该锁相环。

在步骤106之后，该合成控制器在该高频计数器计数N次后发送一关闭使能信号至该锁相环关闭该锁相环。

综上，本发明由于未对石英晶体振荡器进行任何调整或操作，负载电容不变，仍然保持在最大值，所以寄生电容的影响减至最小，振荡器的输出频率由石英晶体的温度特性决定，寄生电容引入的高次项被减弱。而且，本发明的频率由秒合成器的数字寄存器设置，可以在任何时候、任何地方进行设置，比如在该实时时钟产生装置构成的芯片焊接后，重新设定顶点频率，而不会对温度曲线造成影响，这样就降低了石英晶体的要求，且输出的频率精度高。此外，由于频率的调整不影响石英晶体振荡器，则本发明可以接受远程或网络授时。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。