[实用新型]具有IRIG-B对时功能的时钟系统

说明书

技术领域

本发明创造属于电力系统设备时钟同步技术领域，尤其是涉及一种具有IRIG-B对时功能的时钟系统。

背景技术

随着用电设备和用电量的逐年增多，人们对电力系统的自动化和安全运行的要求越来越高，而电力系统的自动化和安全运行的一个要素就是电网时间的精确和统一。近年来，随着微机自动化装置的普及，更加迫切的要求电网运行实现时间统一。全球定位系统具有高精度的对时功能，在电力系统中得到广泛使用。国家电网公司发布的《关于加强电力二次系统时钟管理的通知》中就明确要求采用IRIG-B(Inter Range Instrumentation Group，美国靶场仪器组)标准码逐步实现GPS装置和相关系统或设备的对时。

传统的IRIG-B码对时模块的设计架构目前较多的有3种：1、基于CPLD+MCU，该架构硬件设计比较复杂；2：使用普通单片机外部IO中断+定时器(Timer)进行简单的对时处理，采用对时脉冲加串口的方式，即在发对时脉冲的同时通过串口网络发对时指令，此方法存在很多不足：一是过多外部IO中断和串行通信中断占用智能设备的资源，由于普通单片机的运行速率本来就很低，因此会极大地影响系统的对时精度；二是串口网络对时存在延时，可能出现一秒的误差；三是功能极为单一；四，性能非常不稳定，不适合变电站现场的恶劣环境；3：基于大规模可编程门阵列(FPGA)架构，虽然此种架构能避免以上部分不足，但是此种方案还是一种比较奢侈的的方案。首先FPGA的价格本身就很高，并且还需要外扩EEPROM和RAM等外部器件，这就也增加了系统的复杂性，降低了可靠性。

发明内容

本发明创造要解决以上技术问题，提供一种具有IRIG-B对时功能的时钟系统。

为解决上述技术问题，本发明创造采用的技术方案是：具有IRIG-B对时功能的时钟系统，包括MCU、晶振、JTAG、时钟芯片、电池管理模块、B码信号输入模块和数据通信模块，

所述B码信号输入模块包括B码信号静电保护电路、电气隔离电路、B码信号电平转换电路、A/D转换电路和GPIO输入输出电路，所述电气隔离电路、B码信号电平转换电路、B码信号静电保护电路依次连接，

所述晶振、JTAG、电气隔离电路、A/D转换电路、GPIO输入输出电路和所述数据通信模块分别与所述MCU相连，

所述数据通信模块包括串行接口、I²C接口和1PPS接口，

所述电池管理模块与所述时钟芯片相连，

所述时钟芯片通过所述I²C接口与所述MCU相连。

进一步，所述MCU为32位Cortex-M0处理器STM32F030芯片。

进一步，所述时钟芯片为RTC芯片PCF8563T。

进一步，所述电气隔离电路采用磁耦ADuM1201。

进一步，所述B码信号电平转换电路采用SN65LBC184D芯片。

进一步，所述B码信号静电保护电路与所述SN65LBC184D芯片的第六引脚、第七引脚相连，所述SN65LBC184D芯片的第一引脚与所述磁耦ADuM1201的第七引脚相连，所述磁耦ADuM1201的第二引脚与所述STM32F030芯片的第十三引脚相连。

进一步，所述串行接口包括RS232、RS485。

进一步，所述数据通信模块还包括LVDS接口、SPI接口、TTL接口和GPIO接口。

进一步，所述电池管理模块包括电容C700、电容C701、二极管D700、二极管D701和锂电池BT700，所述电容C700、电容C701并联输出端接所述二极管D700的正极，所述电容C700、电容C701并联输入端分别接所述锂电池BT700的负极和接DGND，所述锂电池BT700的正极接所述二极管D701的正极，所述二极管D700的负极和所述二极管D701的负极均接到所述RTC芯片PCF8563T的第八引脚，所述RTC芯片PCF8563T的第五引脚输出I2CA_SDA信号，所述RTC芯片PCF8563T的第六引脚输出I2C1_SCL信号，所述I2CA_SDA信号、所述I2C1_SCL信号分别通过所述I²C接口传输至所述STM32F030芯片的第十八引脚、第十七引脚。