[发明专利]一种提高电能表内时钟精度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于TCXO晶振的电能表时钟系统的改进设计。

背景技术

时钟作为电子式智能电能表的一项重要的功能，保证时钟的精度与安全是非常有必要的，本发明创造申请是设计介绍了一种电能表时钟实现的方法，改进了电能表的时钟精度，提高了时钟的可靠性。

目前我们的电能表上使用的时钟主要有两种，软时钟和硬时钟。软时钟：所谓软时钟即stm32单片机的内部RTC时钟，使用一个外部32.768KHz的无源晶振作为其时钟基准，虽然它是单片机的内部资源，使用起来很方便且安全，但是其精度并不是很高。硬时钟：所谓硬时钟即单片机外部的时钟芯片，如DS3231、RX8025T等，这些时钟芯片大多数内置高稳定度的32.768KHz晶振，虽然硬时钟的精度可以保证，但是由于实时通讯会过度的占用系统资源，所以系统时钟并不能完全依靠硬时钟。

在这种情况下，我们需要软时钟和硬时钟相结合来保证我们的系统时钟，一方面为了降低硬时钟对系统资源的占用和保证时钟的精度，我们会每分钟来读取一次硬时钟，同时用这个时间数据与系统时钟进行同步，以保证时钟分钟数据的精确，另一方面为了得到时钟的秒数据，我们使用单片机内部RTC作为秒数据，即使内部RTC的精度不是很高，但是每经过一分钟就会同步一次，相当于对时钟进行校准，这样我们的系统时钟在最大程度上即保证了精度，又保证了安全性。

发明内容

本发明实施例解决前述缺陷，设计一种提高电能表内时钟精度的方法，TCXO晶振是一款内置温度补偿的高稳定度的有源晶振，其在全温度范围内的误差可以达到±5ppm，所以我们试想可以把TCXO晶振作为单片机内部RTC的时钟基准，替换32.768KHz的外部无源晶振，同时去掉外部硬时钟。这样在确保精度的情况下可以省去时钟的同步过程，减少出错的概率。

在一个实施例中，一种电表的高精度时钟系统改进设计，它的精度可以与时钟芯片的精度达到同等标准，它利用单片机内部资源，省去了单片机与外部芯片的通讯，在原来的基础上提高了安全性，在原来的双时钟源替换为现在的单一时钟源，省去了同步的过程，减少了对系统时钟的修改次数，增加系统时钟的可靠性。

技术方案：一种提高电能表时钟精度的实现方法，通过在所述电能表的单片机内设置TCXO晶振单元来实现，包括步骤如下：1）通过一个外部RTC源或内部RTC源配置单片机的RTC时钟；2）对所述TCXO晶振单元设置中断函数秒脉冲输出；3）设置所述TCXO晶振的当前时间；以及4）通过所述单片机内的计数器计算当前时间。

在另一个实施例中，设计一种电能表的时钟调制电路板，其仅由单片机和与之连接的电源组成，在所述单片机内设置至少一个TCXO晶振单元，用于产生电能表内部RTC时钟，其中在所述电路板上不设置任何其他单片机外部的时钟源。

具体实施方式

提高电能表时钟精度的实现方法，包括步骤如下：配置单片机RTC时钟；设置中断函数秒脉冲输出；设置当前时间；通过计数器计算当前时间。

在一个实施例中，进一步包括在电能表的外部或内部同时进行不同条件或环境测试的步骤。

例如，所述步骤包括了电快速瞬变群脉冲测试步骤。在电能表ABCN加三相电源，在ABCN、ABC、N分别加+4.4KV和-4.4KV、频率5KHz的脉冲群，每次试验60秒，在实验前、试验过程中和试验后分别观察时钟是否发生变化。

在另一个实施例中，设计一种电能表的时钟调制电路板，其仅由单片机和与之连接的电源组成，在所述单片机内设置至少一个TCXO晶振单元，用于产生电能表内部RTC时钟，其中在所述电路板上不设置任何其他单片机外部的时钟源。

工业实用性分析

(1)  电快速瞬变群脉冲试验：