近年,隨著電波手表的普及以及可從NTP時間服務器獲取標準時間等,獲取極為準確的時間已不再繁瑣勞神.因此,用于金融,交通管理,電力控制,安全及體育等應用系統(tǒng)設計一般均以可參照正確時間為基礎.這類處理系統(tǒng)在數(shù)據(jù)輸入,輸出部分必須設置為數(shù)眾多的終端設備,且這些終端設備也需要有正確的時間.為了回應上述需求,愛普生向市場提供了內建以高穩(wěn)定頻率振蕩的石英晶振的實時時鐘模塊.
該產品群中,內建TCXO晶體振蕩器數(shù)字式實時時鐘模塊,具有溫度補償功能的高精度產品如下:RX-4803SA/LC,RA4803SA(串行接口,以下稱為”4803系列”)及RX-8803SA/LC,RA8803SA(I2C 接口,以下稱為”8803 系列”).這些產品可在-40至+85℃的溫度范圍內將頻率輸出精度保持在±3.4×10-6(相當于月差9秒),即每天平均時間誤差控制在±0.3秒以下.

  但是,即便上述產品具備高時間精度,有些顧客因用途需要亦要求對低于1秒的微小誤差進行調節(jié).實時時鐘模塊生成1秒的原理是以32.768K的石英晶體單元做為波源,通過分頻而獲得.如果需要讓多臺設備同時執(zhí)行某一動作,則有必要對低于 1秒的誤差進行調節(jié),使各設備的時間保持一致.4803系列與8803系列產品可調節(jié)低于1秒的誤差,以回應這種需求.
  很多愛普生的實時時鐘模塊搭載了RESET功能,可使用軟件對上述低于1秒的誤差進行調節(jié).但是,使用軟件調節(jié)時間的方法會因軟件處理時間而產生時間偏差.這對需要以精確時間實現(xiàn)同步的用戶來說,這個誤差也須解決.為此,4803系列和8803系列又搭載了使用硬件調節(jié)時間的ERST 功能.
  本次說明內建TCXO晶體振蕩器數(shù)字式實時時鐘模塊4803系列與8803系列所搭載的用于調節(jié)低于 1 秒時間的RESET功能及ERST功能,并使用時序圖等以具體實例進行說明.
【使用愛普生實時時鐘模塊的高精度對時方法(低于1秒時間的調節(jié))】
  4803系列與8803系列愛普生實時時鐘模塊可使用以下兩種方法,對低于1秒的時間進行高精度調節(jié):
  1.使用RESET位對時:應用軟件的對時方法
  2.使用ERST位對時:應用硬件的對時方法
  下文詳細說明使用上述兩種對時方法相關的寄存器,重置的動作及設定例.使用上述方法之前,務必先從外部輸入已同步的時間信息.
  1.使用RESET位對時例
  以軟件進行的RESET位對時可通過操作實時時鐘模塊的寄存器調節(jié)時間.除了4803系列與 8803系列以外,很多愛普生的實時時鐘模塊產品采用了該手法.
·關聯(lián)寄存器
●4803系列（Bank1、2）

Address	功能	bit 7	bit 6	bit 5	bit 4	bit 3	bit 2	bit 1	bit 0
F	控制寄存器	CSEL1	CSEL0	UIE	TIE	AIE	EIE	0	RESET

●8803系列（Bank1、2）

Address	功能	bit 7	bit 6	bit 5	bit 4	bit 3	bit 2	bit 1	bit 0
0F、1F	控制寄存器	CSEL1	CSEL0	UIE	TIE	AIE	0	0	RESET

  RESET位與動作說明(含時序圖例)
  RESET位設定為”1”后,計時電路的低于1秒的計時器將在命令結束時被重置.欲在特定時間開始準確計時時,可在設定時間后進行重置,之后將每秒更新秒位計時器.
  使用RESET位的注意點
  RESET位在下列前提條件之下執(zhí)行動作:
  只將RESET位設定為”1”,計時器不停止(繼續(xù)計時);
  重置與其它命令相對獨立,單獨動作.寫入RESET位后,命令輸入結束后低于1秒的計時器被重置.
  執(zhí)行重置時不清除進位信息,為此請在設定秒寄存器后不到1秒的時間內重置低于1秒的計時器;

2.使用ERST 位對時例
以硬件進行的ERST位對時可事先設定寄存器后輸入事件信號,以此調節(jié)時間.該方法與之前說明的使用RESET位對時相比,不會因軟件處理時間而產生時間偏差,因此能夠以更準確的時間實現(xiàn)同步.
關聯(lián)寄存器
●4803系列（Bank3）

Address	功能	bit 7	bit 6	bit 5	bit 4	bit 3	bit 2	bit 1	bit 0
F	事件控制	ECP	EHL	ET1	ET0	0	0	0	RESET

●8803系列（Bank3）

Address	功能	bit 7	bit 6	bit 5	bit 4	bit 3	bit 2	bit 1	bit 0
2F	事件控制	ECP	EHL	ET1	ET0	0	0	0	RESET

  ERST 位與動作說明(含時序圖例)
  ERST 位設定為”1”后,計時電路的低于1秒的計時器將在檢測出輸入EVIN端子的外部事件的同時被重置.欲在特定時間開始準確計時時,可在設定時間后向 EVIN 端子輸入事件,之后將每秒更新秒位計時器.EHL 位為”0”時,向 EVIN 端子輸入信號的事件檢測結果為低電平;EHL位為”1”時則檢測出高電平(*a).以下是EHL位設定為”1”(檢測出高電平)時的動作例.
  使用ERST 位的注意點
  ERST 位在下列前提條件之下執(zhí)行動作:
  只將ERST 位設定為”1”,計時器不停止(繼續(xù)計時);
  ERST 與其它命令相對獨立,單獨動作.寫入ERST 位后,輸入事件時低于1秒的計時器被重置;
  執(zhí)行ERST 時不清除進位信息,為此請在設定秒寄存器后不到 1 秒的時間內重置低于1秒的計時器;

  將ERST 位設定為”1”后,只要在事件發(fā)生之前將ERST 位設定為”0”,就可使ERST 功能失效.
  (*a)進行高精度對時時的信號檢測不去除輸入切跳,但最小脈沖寬度保持時間必須達到367微秒以上,以便在內部時鐘實現(xiàn)計時動作和EVIN端子輸入的同步.

使用ERST 位的高精度對時設定例
  時間與日歷的設定例【設定值:2014 年 4 月18日[周五] 15:30:00】
  與1PPS信號同步的高精度時間設定
  使用 ERST 位進行的硬件對時也可將 GPS 模塊等的 1PPS 信號(每秒脈沖數(shù),1Hz 輸出信號)做為外部事件輸入,以此接收GPS的準確時間信號進行高精度對時.
  下例是GPS 模塊輸出的1PPS信號與時間數(shù)據(jù)輸出的時序圖.

如至今為止的說明所示,愛普生晶振株式會社在向顧客提供高性能(=時鐘精度)實時時鐘模塊的同時,還將提供搭載顧客所需功能的產品,
為構建高精度同步時間處理系統(tǒng)而助力.而且,愛普生的實時時鐘模塊在出廠前均調整了頻率精度,在保證了精度的基礎上提供給顧客,所以使用時不需要調節(jié)頻率,為顧客提高設計效率和產品質量做出貢獻.

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