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嵌入式系统之LED时钟精度调校
  • 点击2278
  • 发布:2009-12-21
  • LED时钟的嵌入式应用:
             在一个嵌入式系统中,实时时钟(RTC)单元可以为LED时钟产品提供可靠的时钟,包括时、分、秒、年、月、日。即使在系统处于关机状态下它也能够正常工作(通常由后备电池供电),其外围不需要太多的辅助电路,典型的就是只需要一个高精度的晶振。这是提高LED时钟走时精度的基本,另外电路调校也影响到其时间的精度。
    实时时钟单元:
              LED时钟实时时钟单元可以通过主电源和备用电池供电,当主电源关闭后,备用电源也可以让LED时钟走时,保证了时钟产品的完备性。因此,即使系统电源关闭,它也可以继续工作。RTC单元通过一个外部的32.768kHz晶振提供时钟,RTC控制器内部结构功能主要由定时器、手表、秒表、周期中断和时钟修正器五部分组成,RTC单元可以实现定时器、钟表、跑表、定时中断的功能,其很好的满足LED时钟实际使用功能。其内部结构框图如下:
    LED时钟内部时间计时单元结构
    LED时钟调校:
              如下图实时时钟晶振电路。32.768kHz是RTC晶振,这里采用32.768kHz是因为32768是215,可以很方便分频,很精确得到1s计时。所有的RTC晶振一般都是32.768kHz或是其倍频的一款合适的晶体振荡器。C5和C6都是晶体的匹配电容,因为只有在外部所接电容为匹配电容的情况下,晶体振荡频率才能保证在标称频率附近的误差范围内。然而实际,厂家所采购的电容参数常常误差很大,再都受外部环境影响,也会产生一定的误差累积。为了保证走时精度,一般来讲最好按照所提供的数据来匹配,如果没有,一般是30pF左右。太小了不容易启振。在某些情况下,也可以通过调整这两个电容的大小来微调振荡频率,当然可调范围一般在10×10-6量级。
    LED时钟精度调校原理图
    LED时钟频率稳定度:
     频率稳定度是指在一定时间间隔内,晶体振荡器频率准确度的变化。 频率稳定度也是晶体振荡器性能的最重要指标之一,它表征振荡器维持其工作于恒定频率上的工作能力。还反映频率的偶然变化和这种变化的波动情况,此变化可以说明外界条件变化和内部参数变化时,振荡器所能达到的最高精度界限。对稳定度的描述应该引入时间概念,因此,有长期、短期和瞬间稳定度之分,但其间没有严格的界限。长期稳定度指年或月范围内的LED时钟振荡电路频率准确度的变化,指长时间的频移。在晶体振荡器中,长时间的频移主要是由晶体的老化引起的,其值与频率的瞬间无规则变化无关,而且,短时间的频率变化与一天以上的频移比较,常常可以忽略不计。
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