使用實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊的高精度對(duì)時(shí)

近年，隨著電波手表的普及以及可從 NTP 時(shí)間服務(wù)器獲取標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間等，獲取極為準(zhǔn)確的時(shí)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(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)一般均以可參照正確時(shí)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(shè)置為數(shù)眾多的終端設(shè)備，且這些終端設(shè)備也需要有正確的時(shí)間。為了回應(yīng)上述需求，愛普生向市場(chǎng)提供了內(nèi)建以高穩(wěn)定頻率振蕩的石英晶體單元的實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊。

該產(chǎn)品群中，內(nèi)建 TCXO 數(shù)字式實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊、具有溫度補(bǔ)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(dāng)于月差 9 秒），即每天平均時(shí)間誤差控制在±0.3 秒以下。

但是，即便上述產(chǎn)品具備高時(shí)間精度，有些顧客因用途需要亦要求對(duì)低于 1 秒的微小誤差進(jìn)行調(diào)節(jié)。實(shí)時(shí)時(shí)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(guò)分頻而獲得。如果需要讓多臺(tái)設(shè)備同時(shí)執(zhí)行某一動(dòng)作，則有必要對(duì)低于 1秒的誤差進(jìn)行調(diào)節(jié)，使各設(shè)備的時(shí)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(yīng)這種需求。

很多愛普生的實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊搭載了 RESET 功能，可使用軟件對(duì)上述低于 1 秒的誤差進(jìn)行調(diào)節(jié)。但是，使用軟件調(diào)節(jié)時(shí)間的方法會(huì)因軟件處理時(shí)間而產(chǎn)生時(shí)間偏差。這對(duì)需要以精確時(shí)間實(shí)現(xiàn)同步的用戶來(lái)說(shuō)，這個(gè)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(shí)間的 ERST 功能。

本次說(shuō)明內(nèi)建 TCXO 數(shù)字式實(shí)時(shí)時(shí)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(shí)間的 RESET 功能及 ERST 功能，并使用時(shí)序圖等以具體實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明。

【使用愛普生實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊的高精度對(duì)時(shí)方法（低于 1 秒時(shí)間的調(diào)節(jié)）】

4803 系列與 8803 系列愛普生實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊可使用以下兩種方法，對(duì)低于 1 秒的時(shí)間進(jìn)行高精度調(diào)節(jié)：

1.使用 RESET 位對(duì)時(shí) ：應(yīng)用軟件的對(duì)時(shí)方法

2.使用 ERST 位對(duì)時(shí) ：應(yīng)用硬件的對(duì)時(shí)方法

下文詳細(xì)說(shuō)明使用上述兩種對(duì)時(shí)方法相關(guān)的寄存器、重置的動(dòng)作及設(shè)定例。使用上述方法之前，務(wù)必先從外部輸入已同步的時(shí)間信息。

1.使用 RESET 位對(duì)時(shí)例

以軟件進(jìn)行的 RESET 位對(duì)時(shí)可通過(guò)操作實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊的寄存器調(diào)節(jié)時(shí)間。除了 4803 系列與 8803 系列以外，很多愛普生的實(shí)時(shí)時(shí)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(dòng)作說(shuō)明（含時(shí)序圖例）

RESET 位設(shè)定為“1”后，計(jì)時(shí)電路的低于 1 秒的計(jì)時(shí)器將在命令結(jié)束時(shí)被重置。欲在特定時(shí)間開始準(zhǔn)確計(jì)時(shí)時(shí)，可在設(shè)定時(shí)間后進(jìn)行重置，之后將每秒更新秒位計(jì)時(shí)器。

·使用RESET位的注意點(diǎn)

RESET位在下列前提條件之下執(zhí)行動(dòng)作：

只將RESET位設(shè)定為“1”，計(jì)時(shí)器不停止（繼續(xù)計(jì)時(shí)）；

重置與其它命令相對(duì)獨(dú)立，單獨(dú)動(dòng)作。寫入RESET位后，命令輸入結(jié)束后低于1秒的計(jì)時(shí)器被重置。

執(zhí)行重置時(shí)不清除進(jìn)位信息，為此請(qǐng)?jiān)谠O(shè)定秒寄存器后不到1秒的時(shí)間內(nèi)重置低于1秒的計(jì)時(shí)器；

2.使用 ERST 位對(duì)時(shí)例

以硬件進(jìn)行的 ERST 位對(duì)時(shí)可事先設(shè)定寄存器后輸入事件信號(hào)，以此調(diào)節(jié)時(shí)間。該方法與之前說(shuō)明的使用 RESET 位對(duì)時(shí)相比，不會(huì)因軟件處理時(shí)間而產(chǎn)生時(shí)間偏差，因此能夠以更準(zhǔn)確的時(shí)間實(shí)現(xiàn)同步。

·關(guān)聯(lián)寄存器

●4803系列（Bank3）

·ERST 位與動(dòng)作說(shuō)明（含時(shí)序圖例）

ERST 位設(shè)定為“1”后，計(jì)時(shí)電路的低于 1 秒的計(jì)時(shí)器將在檢測(cè)出輸入 EVIN 端子的外部事件的同時(shí)被重置。欲在特定時(shí)間開始準(zhǔn)確計(jì)時(shí)時(shí)，可在設(shè)定時(shí)間后向 EVIN 端子輸入事件，之后將每秒更新秒位計(jì)時(shí)器。EHL 位為“0”時(shí)，向 EVIN 端子輸入信號(hào)的事件檢測(cè)結(jié)果為低電平；EHL 位為“1”時(shí)則檢測(cè)出高電平（*a）。以下是 EHL 位設(shè)定為“1”（檢測(cè)出高電平）時(shí)的動(dòng)作例。

·使用 ERST 位的注意點(diǎn)

ERST 位在下列前提條件之下執(zhí)行動(dòng)作：

只將 ERST 位設(shè)定為“1”，計(jì)時(shí)器不停止（繼續(xù)計(jì)時(shí)）；

ERST 與其它命令相對(duì)獨(dú)立，單獨(dú)動(dòng)作。寫入 ERST 位后，輸入事件時(shí)低于 1 秒的計(jì)時(shí)器被重置；

執(zhí)行 ERST 時(shí)不清除進(jìn)位信息，為此請(qǐng)?jiān)谠O(shè)定秒寄存器后不到 1 秒的時(shí)間內(nèi)重置低于 1 秒的計(jì)時(shí)器；

將 ERST 位設(shè)定為“1”后，只要在事件發(fā)生之前將 ERST 位設(shè)定為“0”，就可使 ERST 功能失效。

（*a）進(jìn)行高精度對(duì)時(shí)時(shí)的信號(hào)檢測(cè)不去除輸入切跳，但最小脈沖寬度保持時(shí)間必須達(dá)到 367 微秒以上，以便在內(nèi)部時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)動(dòng)作和 EVIN端子輸入的同步。

·使用 ERST 位的高精度對(duì)時(shí)設(shè)定例

時(shí)間與日歷的設(shè)定例【設(shè)定值：2014 年 4 月 18 日[周五] 15:30:00】

·與 1PPS 信號(hào)同步的高精度時(shí)間設(shè)定

使用 ERST 位進(jìn)行的硬件對(duì)時(shí)也可將 GPS 模塊等的 1PPS 信號(hào)（每秒脈沖數(shù)，1Hz 輸出信號(hào)）做為外部事件輸入，以此接收 GPS 的準(zhǔn)確時(shí)間信號(hào)進(jìn)行高精度對(duì)時(shí)。

下例是 GPS 模塊輸出的 1PPS 信號(hào)與時(shí)間數(shù)據(jù)輸出的時(shí)序圖。

請(qǐng)務(wù)必注意的是，該功能在 GPS 模塊無(wú)法正確接收衛(wèi)星信息的環(huán)境下有可能不能準(zhǔn)確對(duì)時(shí)。

如至今為止的說(shuō)明所示，愛普生在向顧客提供高性能（=時(shí)鐘精度）實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊的同時(shí)，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(shí)間處理系統(tǒng)而助力。而且，愛普生的實(shí)時(shí)時(shí)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(shí)不需要調(diào)節(jié)頻率，為顧客提高設(shè)計(jì)效率和產(chǎn)品質(zhì)量做出貢獻(xiàn)。