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導(dǎo)讀:本文針對(duì)用單片機(jī)制作電子鐘或要求根據(jù)時(shí)鐘啟控的控制系統(tǒng)時(shí),出現(xiàn)的校準(zhǔn)了的電子時(shí)鐘的時(shí)間竟然變快或是變慢了的情況而提出的一種解決方案。
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單片機(jī)應(yīng)用中,常常會(huì)遇到這種情況,在用單片機(jī)制作電子鐘或要求根據(jù)時(shí)鐘啟控的控制系統(tǒng)時(shí),會(huì)突然發(fā)現(xiàn)當(dāng)初校準(zhǔn)了的電子時(shí)鐘的時(shí)間竟然變快或是變慢了。
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于是,嘗試用各種方法來(lái)調(diào)整它的走時(shí)精度,但是最終的效果還是不盡人意,只好每過(guò)一段時(shí)間手動(dòng)調(diào)整一次。那么,是否可使時(shí)鐘走時(shí)更精確些呢?現(xiàn)探討如下:
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一、誤差原因分析
1.單片機(jī)電子時(shí)鐘的計(jì)時(shí)脈沖基準(zhǔn),是由外部晶振的頻率經(jīng)過(guò)12分頻后提供的,采用內(nèi)部的定時(shí),計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能。所以,外接晶振頻率的精確度直接影響電子鐘計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確性。
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2.單片機(jī)電子時(shí)鐘利用內(nèi)部定時(shí),計(jì)數(shù)器溢出產(chǎn)生中斷(12MHz晶振一般為50ms)再乘以相應(yīng)的倍率,來(lái)實(shí)現(xiàn)秒、分、時(shí)的轉(zhuǎn)換。大家都知道,從定時(shí),計(jì)數(shù)器產(chǎn)生中斷請(qǐng)求到響應(yīng)中斷,需要3_8個(gè)機(jī)器周期。定時(shí)中斷子程序中的數(shù)據(jù)人棧和重裝定時(shí),計(jì)數(shù)器的初值還需要占用數(shù)個(gè)機(jī)器周期。此外。從中斷人口轉(zhuǎn)到中斷子程序也要占用一定的機(jī)器周期。例如:
從上述程序可以看出,從中斷人口到定時(shí)/計(jì)數(shù)器初值的低8位裝入需要占用2 2 2=6個(gè)機(jī)器周期。所以,在編程時(shí)一般會(huì)把這6個(gè)機(jī)器周期加入定時(shí)/計(jì)數(shù)器的初值中。但是,從定時(shí),計(jì)數(shù)器溢出中斷請(qǐng)求到執(zhí)行中斷需要幾個(gè)機(jī)器周期(3~8個(gè)機(jī)器周期)。就很難確定準(zhǔn)確值,正是這一原因?qū)е铝穗娮訒r(shí)鐘計(jì)時(shí)的不準(zhǔn)。
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二、解決方法
1、采用高精度晶振方案
雖然采用高精度的晶振可以稍微提高電子鐘計(jì)時(shí)的精確度,但是晶振并不是導(dǎo)致電子鐘計(jì)時(shí)不準(zhǔn)的主要因素,而且高精度的晶振價(jià)格較高,所以不必采用此方案。
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2、動(dòng)態(tài)同步修正方案
從程序人手,采用動(dòng)態(tài)同步修正方法給定時(shí),計(jì)數(shù)器賦初值。動(dòng)態(tài)同步修正方法如下:由于定時(shí),計(jì)數(shù)器溢出后,又會(huì)從O開(kāi)始自動(dòng)加數(shù),故在給定時(shí)/計(jì)數(shù)器再次賦值前,先將定時(shí),計(jì)數(shù)器低位(TLO)中的值和初始值相加,然后送人定時(shí),計(jì)數(shù)器中,此時(shí)定時(shí),計(jì)數(shù)器中的值即為動(dòng)態(tài)同步修正后的準(zhǔn)確值。具體程序如下:
采用此種方法后,相信制作的電子時(shí)鐘的精度已有提高了。
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3.自動(dòng)調(diào)整方案
采用同步修正方案后,電子時(shí)鐘的精度雖然提高了很多,但是由于晶振頻率的偏差和一些其他未知因素的影響(同一塊電路板、同樣的程序換了一片單片機(jī)后,走時(shí)誤差不一樣,不知是何原因),時(shí)間長(zhǎng)了仍然會(huì)有積累誤差。為此,可采用自動(dòng)調(diào)整方案。實(shí)際上是一種容錯(cuò)技術(shù)。其自動(dòng)調(diào)整原理為:實(shí)測(cè)出誤差I(lǐng)s所需的時(shí)間,然后每隔這樣一段時(shí)間后就對(duì)秒進(jìn)行加“1”或減“1”調(diào)整。例如:電子鐘每過(guò)50小時(shí)就慢1秒,其自動(dòng)調(diào)整程序如下:
以下是一個(gè)完整實(shí)例:
結(jié)語(yǔ)
使用此方法調(diào)整較費(fèi)時(shí)間,但效果非常好。經(jīng)實(shí)驗(yàn),一次調(diào)整可/以將月誤差控制在Is左右,如按此方法再次測(cè)出誤差I(lǐng)s所需的天數(shù)并進(jìn)行二次調(diào)整,其精度會(huì)更高。
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