使用實時時鐘模塊的高精度對時

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(chǔ)。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(nèi)建以高穩(wěn)定頻率振蕩的石英晶體單元的實時時鐘模塊。

該產(chǎn)品群中，內(nèi)建 TCXO 數(shù)字式實時時鐘模塊、具有溫度補償功能的高精度產(chǎn)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(chǎn)品可在-40 至+85℃的溫度范圍內(nèi)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(chǎn)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(diào)節(jié)。實時時鐘模塊生成 1 秒的原理是以 32.768kHz 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(diào)節(jié)，使各設備的時間保持一致。4803 系列與 8803 系列產(chǎn)品可調(diào)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(diào)節(jié)。但是，使用軟件調(diào)節(jié)時間的方法會因軟件處理時間而產(chǎn)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(diào)節(jié)時間的 ERST 功能。

本次說明內(nèi)建 TCXO 數(shù)字式實時時鐘模塊 4803 系列與 8803 系列所搭載的用于調(diào)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(diào)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(diào)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(guān)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(diào)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(chǎn)品采用了該手法。

·關(guān)聯(lián)寄存器

●4803 系列（Bank1、2）

·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(jié)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(jié)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(nèi)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(diào)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(chǎn)生時間偏差，因此能夠以更準確的時間實現(xiàn)同步。

·關(guān)聯(lián)寄存器

●4803系列（Bank3）

·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(jié)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(nèi)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(nèi)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。

請務必注意的是，該功能在 GPS 模塊無法正確接收衛(wèi)星信息的環(huán)境下有可能不能準確對時。

如至今為止的說明所示，愛普生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(chǎn)品，為構(gòu)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(diào)整了頻率精度，在保證了精度的基礎(chǔ)上提供給顧客，所以使用時不需要調(diào)節(jié)頻率，為顧客提高設計效率和產(chǎn)品質(zhì)量做出貢獻。