阅读说明：本技术 一种电子***芯片内部时钟校准方法 (Method for calibrating internal clock of electronic detonator chip ) 是由 *** 李明政 章鑫 徐平 赵鹏飞 熊江辉 王明 代弦德 于 2019-11-08 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种电子雷管芯片内部时钟校准方法,所述电子雷管为从机,所述从机由主机控制,所述主机包括周期唤醒模块,所述从机包括定时器,所述方法包括：获取所述定时器与所述主机之间的第一时差值；获取所述周期唤醒模块与所述主机之间的第二时差值；根据所述第一差值与所述第二差值得到第三时差值；根据定时器的累计运行时间与所述第三时差值得到所述定时器的真实运行时间。本发明对整个网络的校准采用分组模式,防止了所有模块同时工作导致供电电流过大。因此,本发明具有功耗低、抗干扰能力强、精度高的特点。(The invention discloses a method for calibrating an internal clock of an electronic detonator chip, wherein the electronic detonator is a slave computer, the slave computer is controlled by a host computer, the host computer comprises a periodic wake-up module, the slave computer comprises a timer, and the method comprises the following steps: acquiring a first time difference value between the timer and the host; acquiring a second time difference value between the periodic awakening module and the host; obtaining a third time difference value according to the first difference value and the second difference value; and obtaining the real running time of the timer according to the accumulated running time of the timer and the third time difference value. The invention adopts a grouping mode for the calibration of the whole network, thereby preventing the overlarge power supply current caused by the simultaneous work of all modules. Therefore, the invention has the characteristics of low power consumption, strong anti-interference capability and high precision.)

一种电子***芯片内部时钟校准方法

技术领域

本发明涉及电子***领域，具体涉及一种电子***芯片内部时钟校准方法。

背景技术

由于目前MCU内部的RC振荡器存在温飘，且不同的电压对RC的精度也有影响。低成本的通用的MCU的内部主时钟的最大误差控制在±5％内。而MCU内部的低速时钟精度的最大误差都会高于内部主时钟精度。一些MCU低速RC误差大于±10％。在实际应用中，直接用RC作为MCU内部定时器时钟，将会导致非常大的差异。如果多个MCU要完成一定延时统一输出控制，MCU输出控制的时差也会非常的大。而电子***标准是0-150ms范围内延时误差小于±1.5ms，大于150ms精度小于±1％。电子***的工作温度要求在-40℃-85℃。目前的通用低成本、超低功耗的MCU均不能达到。

受控于生产成本和产品应用环境影响，用于产品的MCU不会考虑外接高精度震荡器。MCU工作使用全靠内部的时钟振荡器，MCU内部的定时器的时钟源就来自内部的震荡器。目前的MCU均没有运行时校准芯片内部主时钟的功能。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种电子***芯片内部时钟校准方法，用于解决现有技术的至少一个缺陷。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种电子***芯片内部时钟校准方法，所述电子***为从机，所述从机由主机控制，所述主机包括周期唤醒模块，所述从机包括定时器，所述方法包括：

获取所述定时器与所述主机之间的第一时差值；

获取所述周期唤醒模块与所述主机之间的第二时差值；

根据所述第一差值与所述第二差值得到第三时差值；

根据定时器的累计运行时间与所述第三时差值得到所述定时器的真实运行时间。

可选地，所述第三时差值等于所述第一时差值加上所述第二时差值。

可选地，所述定时器的真实运行时间等于所述定时器的累计运行时间加上所述第三时差值。

可选地，将所有从机进行分组，分别对每组的从机的定时器时钟进行校准。

可选地，该方法还包括：

主机发送带地址范围的校准广播命令；

若从机的通讯地址在所述地址范围内，则该从机进入时钟校准脉冲采集流程；若从机的通讯地址不在地址范围内，则从机进入总线空闲监听模式。

可选地，通过所述定时器捕获所述主机发送的信号的脉冲周期，获得所述第一时差值。

可选地，获取周期唤醒模块与所述定时器的第四时差值，根据所述第四时差值得到所述第二时差值。

可选地，对定时器捕获的信号的脉冲周期进行特征矩阵卷积。

如上所述，本发明的一种电子***芯片内部时钟校准方法，具有以下有益效果：

根据MCU内部的时钟频率可以做到微秒级甚至纳秒级。因为使用MCU内部定时器硬件功能，撇开了软件处理时的误差。在250ms-20000ms间的延时精度能实现±0.2％的误差，比没校准前可以提高10倍的精度。

抗干扰能力强，使用一组脉冲波形，通过滤波算法对数据筛选后得到稳定的校准周期。

功耗低，组网后要求网络的整体功要求耗低，对整个网络的校准采用分组模式，防止了所有模块同时工作导致供电电流过大。能在1000米的起爆总线上同时校准400个MCU点。

附图说明

图1为本发明一实施例一种电子***芯片内部时钟校准方法的流程图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本发明可以测量到主MCU的频率，将主MCU的HCR设置为2M，Fhrc是主MCU的主时钟频率，Fhlc是主MCU的低速时钟，用于周期唤醒；Tcap1是定时器捕获主机2KhZ频率的测量值，就有Fhrc＝Tcap1*2KHz。Tcap2是定时器捕获主MCU内部的低速时钟一个脉冲值，Fhrc/Tcap2＝Fhlc,Fhlc＝Tcap1*2KHz/Tcap1,Fhrc、Fhlc就是测量出来的MCU内部时钟的真实频率。

本发明将频率的误差转换成延时误差，MCU内部HRC设定为2M，但实际存在误差(2M+diff)。diff＝Fhrc-2M,(2M+diff)的时钟输入给定时钟作为时钟源，设定时器的计数值是Tcap1,这个延时就是Tcap1/2M＝a,实际相对于主机的延时就是Tcap1/Tcap1*2KHz＝500us＝b。a与b之间就存在时差，这个差值就是由diff导致的。

实际的延时是Tcap1/(2M+diff)，因此，需要进行校准。

如图1所示，一种电子***芯片内部时钟校准方法，所述电子***为从机，所述从机由主机控制，所述主机包括周期唤醒模块，周期唤醒模块设置于主机的MCU芯片内，周期唤醒模块具有周期唤醒功能，即周期性的将MCU芯片唤醒，改变其工作状态。所述从机包括定时器，定时器设置于从机的MCU芯片内。

主机利用自身的高精度时钟(时钟精度误差小于20ppm)，通过硬件输出固定周期的PWM波形，从机通过自身的定时器的输入捕获通道来采集这个PWM波形的周期，获得与标准周期的偏差。校准方法包括：

S11获取所述定时器与所述主机之间的第一时差值；

S12获取所述周期唤醒模块与所述主机之间的第二时差值；

S13根据所述第一差值与所述第二差值得到第三时差值；

S14根据定时器的累计运行时间与所述第三时差值得到所述定时器的真实运行时间。

在一实施例中，所述第三时差值等于所述第一时差值加上所述第二时差值。

在一实施例中，所述定时器的真实运行时间等于所述定时器的累计运行时间加上所述第三时差值。

在一实施例中，将所有从机进行分组，分别对每组的从机的定时器时钟进行校准。通过对从机进行分组，防止了所有模块同时工作导致供电电流过大，能在1000米的起爆总线上同时校准400个MCU点。

在一实施例中，该方法还包括：

主机发送带地址范围的校准广播命令；

若从机的通讯地址在所述地址范围内，则该从机进入时钟校准脉冲采集流程；若从机的通讯地址不在地址范围内，则从机进入总线空闲监听模式。其中，空闲状态是一种超低功耗模式。

在一实施例中，通过所述定时器捕获所述主机发送的信号的脉冲周期，获得所述第一时差值。

在一实施例中，获取周期唤醒模块与所述定时器的第四时差值，根据所述第四时差值得到所述第二时差值。

具体地，可以重新配置系统时钟，拉高MCU主频和定时器的时钟周期。配置MCU内部的周期唤醒功能。利用定时器测量MCU周期唤醒的时间，获得MCU周期唤醒时间相对于定时器的延时时间。

在本发明中，获得了定时器与主机的偏差。用定时器测量周期唤醒模块获得一个偏差，通过定时器可以将这个偏差转换位周期唤醒模块相对于主机的偏差。

在一实施例中，对定时器捕获的信号的脉冲周期进行特征矩阵卷积。

在一实施例中，进入了校准脉冲采集流程的从机，可以配置MCU内部定时器的输入时钟频率，输入频率越高校准精度越高，但功耗也将变大。配置输入捕获的中断功能，从机进入空闲模式，空闲模式是一种可以被捕获中断唤醒的一种低功耗模式。

本发明具有以下优点：

①校准精度高，根据MCU内部的时钟频率可以做到微秒级甚至纳秒级。因为使用MCU内部定时器硬件功能,撇开了软件处理时的误差。在250ms-20000ms间的延时精度能实现±0.2％的误差，比没校准前可以提高10倍的精度。

②抗干扰能力强，使用一组脉冲波形。通过滤波算法对数据筛选后得到稳定的校准周期。

③功耗低，组网后要求网络的整体功要求耗低，利用现有的通信协议，对整个网络的校准采用分组模式，防止了所有模块同时工作导致供电电流过大。能在1000米的起爆总线上同时校准400个MCU点。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括:能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器((RAM,Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。