内置RTC作为电能表计时钟的应用.pdf

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1、内置RTC作为电能表计时钟的应用梁世清，等ApplicationoftheBuilt·-inRTCServingastheClockInsideWatt·-hourMeters孚世滑包洛靠季洛满俪呼垮(江苏林洋电子股份有限公司，江苏启东226200)摘要：为降低电能表的成本，提高时钟的精确度，设计了一个基于sT微控制器的RTC时钟控制器。该时钟控制器采用内置RTC的原理，通过温度补偿晶体的频偏和校准秒脉冲的输出等方式得到精准的时钟。试验数据表明，通过温度补偿晶体的频偏和秒脉冲输出校准方法相结合，使RTC时钟在(一40℃，85℃)温度范围内的误

2、差小于0．5s／d。该RTC时钟控制器目前已应用于国网二代i相多功能电能表。关键词：RTC时钟控制器电能表秒脉冲校准精度中图分类号：TP399文献标志码：AAbstract：Inordertoredueethecostofthewatt-hourmeters，andenhancetheaccuracyoftheclockinsidethemeter，thereal—timeclock(RTC)controllerbasedonSTmicrocontrolerhasbeendesigned．Inthisclockcontroler，byadop

3、tingbuilt—inRTCprinciple，throughtemperaturecompensatingthefrequencyoffsetofcrystal，andcalibratingtheoutputofsecondpulse，precisetimingisimplemented．Theexperimentaldatashowthatthecombinationoftemperaturecompensationforfrequencyoffset，andcalibrationforsecondpulseoutputmakesthe

4、erroroftheRTClessthan0．5s／dwithinthetemperaturerangeof一40℃to85℃．ThiscontroUerhasbeenusedinthe2“generationofthree—phasewatt-hourmetersfortheStateGridatpresent．．Keywords：RTCcontrolerElectricwatt．hourmeterSecondpulseCalibrationAccuracy0循的精霪篡靴敝现0J54刈0。气㈣删1内置实时时钟(real．timeclock，

5、RTC)在电能表成本方面具有优势，业界一般都是采用一片时钟芯片，如RX8025T。电能表是一种对时钟有精确要求的产品，但由于晶振受温度影响会产生频偏，导致时钟不精确。为了提高时钟的精确度，设计了一种温度补偿晶体频偏的RTC控制器。RTC时钟控制器能够实时补偿温度影响带来的频偏误差，从而得到精准的时钟。l软件校准RTC的原理外接低速时钟信号(10wspeedexternalclocksignal，LSE)的频率一般为32768Hz。当RTC预分频寄存器RTC_PRLH／RTC-P砒上(一个20位的寄存器)的频率设置为32768Hz时，RTC每隔

6、32768个时钟周期输出一个秒脉冲。ANTI_TAMP管脚用来测试LSE晶振经64分频后的频率【1-io]。软件校准RTC的原理如下。①设置RTC时钟校准寄存器BKP—RTCCR；修改稿收到日期：2011—03一lO。第一作者梁世清(1982一)，男．2008年毕业于江苏科技大学控制理论与控制工程专业，获硕士学位，．r-捆t1#；主要从事电力终端和电表的开发工作。③RTCCR寄存器取值范围为0—127；④对于32768Hz晶振，其可补偿频偏范围(调慢)为：32768+0×斋怒啦<32768+121×意孺等32768<允E<32772(1)⑤设

7、置RTC预分频寄存器RTC—PRLI-I／RTC—PRLL，如由预设值32768调整为32766；⑥设置BKP_RTCCR寄存器，此时，对于32768I-Iz晶振补偿的频偏范围(调快)为：32766<允E<32770(2)RTC校准工作原理图如图1所示。图1RTC校准工作原理图Fig．1OperationalprincipleofRTCcalibration76PROCESSAUTOMATIONINSTRUMENTATIONVoL33No．1January2012内置RTC作为电能表计时钟的应用梁世清，等基于上述原理，内置RTC时钟控制器可以

8、在固定的时间窗口32S(2复'／32768)补偿晶振偏差带来的时钟偏差。在长期运行的条件下，电能表时钟精度可满足要求；但在短期内，通过测试秒脉冲平均精度来测试RTC