C8051 F1 20與RS422息線(xiàn)的時(shí)鐘同步技術(shù)
加入技術(shù)交流群
3 時(shí)鐘同步設計的基本原理
本方案采用多個(gè)C8051F120單片機組成RS422網(wǎng)絡(luò )。C8051F120單片機具有高達100MIPS的執行速度，也就是1μs可以執行100條單周期指令，所以定時(shí)器定時(shí)1μs可以達到1％的精度。而RS4．22總線(xiàn)組成的網(wǎng)絡(luò )是“一主多從”式結構，網(wǎng)絡(luò )中每個(gè)設備都有自己的時(shí)鐘，時(shí)鐘采用定時(shí)器實(shí)現，1μs觸發(fā)一次。主設備和從設備的時(shí)鐘偏差產(chǎn)生有兩個(gè)原因；一是某些隨機因素產(chǎn)生的誤差；二是由于晶振的運行速度不同引起的誤差，此誤差的產(chǎn)生主要受溫度的影響，而溫度又是由工作環(huán)境來(lái)決定的。本文采用相對時(shí)鐘同步的方法來(lái)減小這種誤差的影響。
該方法分為2步：
①主設備每2 s進(jìn)行一次時(shí)鐘同步。主設備首先發(fā)送報文master_a(該報文本身不含發(fā)送時(shí)間)，之后再發(fā)送一幀帶有該報文發(fā)送時(shí)間信息的報文master_b。這樣，從設備可以分析出主設備的同步報文的發(fā)送時(shí)間T1和接收時(shí)間T2(如無(wú)特殊標注，文中所涉及的時(shí)間變量都是以μs為單位的)。從設備再發(fā)送一個(gè)報文slave_c，并記下這個(gè)報文的發(fā)送時(shí)間T3，主設備接到該報文后記下接收時(shí)間T4，并把T4發(fā)給從設備，從設備就有了T1、T2、T3、T4的值。由于主設備和從設備都采用同一波特率進(jìn)行串行通信，所以只要保證主設備的報文和從設備的報文發(fā)送的字節數相同，就可以看成主設備和從設備的發(fā)送時(shí)間和接收時(shí)間是相同的，即圖3中的T1、T2、T3、T4四點(diǎn)構成的是等腰梯形。所以主設備和從設備之間的時(shí)間偏差：
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/173522.htm
從設備的時(shí)間T_Slave減去從設備和主設備之間的偏差△，即校正后的時(shí)間。但此時(shí)校正后的結果只是改變從設備的時(shí)鐘誤差，并沒(méi)有改變從時(shí)鐘的時(shí)鐘頻率。隨著(zhù)時(shí)間的增長(cháng)，這個(gè)誤差就又會(huì )出現，因此想要減小這個(gè)誤差必須采用進(jìn)一步的方法。
②進(jìn)行時(shí)鐘頻率的校正。C8051F120單片機的指令速度很快(可達100MIPS)，這就為單片機應用內部定時(shí)器實(shí)現頻率可調時(shí)鐘創(chuàng )造了有利條件。本文多次測量從設備和主設備之間的時(shí)間誤差來(lái)求取平均值，作為主從時(shí)鐘在規定時(shí)間內的從設備和主設備之間的誤差，通過(guò)這個(gè)誤差來(lái)修正從設備的時(shí)鐘頻率。具體做法為：測量5次從設備和主設備之間的偏差△1～△5，采用平均值濾波法得到的結果△z作為2 s的時(shí)間偏差。
其中，t代表1μs內時(shí)鐘的偏差量，單位是0．01 μs。只須修改定時(shí)器的相應寄存器，就可以達到調整時(shí)鐘頻率的目的。
評論