專利名稱：外置時(shí)鐘電能表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種時(shí)鐘電能表。
背景技術(shù)：
目前國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上的全電子電能表都采用了單片機(jī)，為了降低功耗，越來(lái)越多的 單片機(jī)只使用一組32. 768kHz的時(shí)鐘發(fā)生器，這種時(shí)鐘發(fā)生器幾乎都是由晶體和負(fù)載電容 組成(見(jiàn)圖2)，這種電路雖然應(yīng)用普遍，但存在較大缺點(diǎn)，首先，時(shí)鐘電路產(chǎn)生單片機(jī)的工 作時(shí)序脈沖，是單片機(jī)正常工作的關(guān)鍵電路，很多干擾歸根結(jié)底是破壞了時(shí)鐘的正常運(yùn)行， 從而導(dǎo)致單片機(jī)的工作失控，而由晶體和負(fù)載電容組成的時(shí)鐘電路，振蕩幅度很低，器件布 局和PCB走線受到限制，很容易受到外部的電磁干擾，疊加噪聲干擾后，會(huì)改變時(shí)鐘PLL信 號(hào)，導(dǎo)致單片機(jī)工作時(shí)序發(fā)生紊亂，引起電能表復(fù)位；其次，電能表在工作過(guò)程中，會(huì)受到 很多因素的影響，使電能表測(cè)量得到的數(shù)值和被測(cè)量的“真值”之間有些差別，就產(chǎn)生了誤 差，這些誤差通常也被稱為系統(tǒng)誤差，基本上可以分為方法誤差、環(huán)境誤差、裝置誤差、數(shù)據(jù) 處理誤差四類，其中的環(huán)境誤差是由于環(huán)境因素的影響而產(chǎn)生的測(cè)量誤差，例如環(huán)境溫度、 濕度、灰塵、機(jī)械振動(dòng)等，電能表的工作環(huán)境都比較惡劣，我國(guó)南北溫差很大，電能表內(nèi)的各 種電子元器件的特性都和溫度有直接關(guān)系，其參數(shù)會(huì)隨溫度而變化，例如典型的32. 768kHz 音叉晶體就不能夠在寬溫范圍內(nèi)提供較高精度，它在整個(gè)溫度范圍內(nèi)精度呈拋物線型，例 如室溫下(+23°C )精度值為士20ppm，在高溫和低溫區(qū)域精度會(huì)變差，精度會(huì)低于150ppm， 這樣就導(dǎo)致了電能表在高溫和低溫下的誤差變大，甚至超出單位檢驗(yàn)的內(nèi)控指標(biāo)；再次，由 晶體和負(fù)載電容組成的時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器成本較高，尤其是采用高精度的晶體振蕩器和負(fù)載 電容時(shí)費(fèi)用更高，并且溫補(bǔ)時(shí)鐘芯片僅用來(lái)為電能表提供日歷、計(jì)時(shí)功能，而沒(méi)用來(lái)為單片 機(jī)產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，造成了器件資源浪費(fèi)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有電能表時(shí)鐘易受干擾，精度不高，以及成本高的 缺點(diǎn)，提供一種抗干擾能力強(qiáng)、計(jì)量精度穩(wěn)定、成本低、器件資源充分利用的外置時(shí)鐘電能表。本實(shí)用新型提供的這種外置時(shí)鐘電能表包括表內(nèi)單片機(jī)、溫補(bǔ)時(shí)鐘芯片，所述溫 補(bǔ)時(shí)鐘芯片的使能端與電能表的主電源相連，由電能表主電源為其提供使能信號(hào)，溫補(bǔ)時(shí) 鐘芯片的時(shí)鐘信號(hào)輸出端與表內(nèi)單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)輸入端連接，當(dāng)溫補(bǔ)時(shí)鐘芯片被使能時(shí) 直接給表內(nèi)單片機(jī)提供時(shí)鐘信號(hào)。所述溫補(bǔ)時(shí)鐘芯片輸出時(shí)鐘頻率為32. 768kHz。由于本實(shí)用新型在用溫補(bǔ)時(shí)鐘芯片為電能表提供日歷、計(jì)時(shí)功能的同時(shí)還直接給 單片機(jī)提供32. 768kHz的時(shí)鐘信號(hào)，充分利用了器件資源，同時(shí)該芯片能夠自動(dòng)隨溫度的 變化而對(duì)晶體頻率進(jìn)行補(bǔ)償，使之在高溫和低溫區(qū)域內(nèi)晶體頻率變化很小，不但使時(shí)間準(zhǔn) 確，也使電能表的誤差在高溫和低溫區(qū)域內(nèi)大大改善，可以很好的滿足內(nèi)控指標(biāo)的要求，大大提高了時(shí)鐘信號(hào)的精度，由于去掉了由晶體和負(fù)載電容組成的專門給單片機(jī)提供時(shí)鐘信 號(hào)的電路因此在降低了生產(chǎn)成本的同時(shí)也使器件布局和PCB走線更加便利。

圖1是本實(shí)用新型外置時(shí)鐘電能表的電路圖；圖2是現(xiàn)有電能表內(nèi)置時(shí)鐘電能表的電路圖。
具體實(shí)施方式
從圖1可知，本實(shí)用新型外置時(shí)鐘電能表包括表內(nèi)單片機(jī)和溫補(bǔ)時(shí)鐘芯片，溫補(bǔ) 時(shí)鐘芯片時(shí)鐘信號(hào)輸出腳FOUT接表內(nèi)單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)輸入端口 XIN，由溫補(bǔ)時(shí)鐘芯片直 接給表內(nèi)單片機(jī)提供32. 768kHz的時(shí)鐘信號(hào)，溫補(bǔ)時(shí)鐘芯片的使能腳FOE接電能表主電源 V3P3，溫補(bǔ)時(shí)鐘芯片的工作電源由VBAT提供，VBAT由V3P3和電池合成得到，平時(shí)有市電時(shí) 采用市電供電，不使用電池，以延長(zhǎng)電池使用壽命，當(dāng)外部市電掉電以后，采用電池供電，確 保溫補(bǔ)時(shí)鐘芯片始終處于正常工作，為電能表提供準(zhǔn)確的日歷、計(jì)時(shí)功能。本實(shí)用新型的具體工作方式如下當(dāng)外部市電加到電能表上時(shí)，電能表內(nèi)的電源電路產(chǎn)生主電源V3P3，V3P3輸入到 溫補(bǔ)時(shí)鐘芯片的使能端F0E，使能溫補(bǔ)時(shí)鐘芯片，溫補(bǔ)時(shí)鐘芯片輸出32. 768kHz時(shí)鐘信號(hào)給 單片機(jī)時(shí)鐘信號(hào)輸入端口 XIN供單片機(jī)正常工作，此時(shí)溫補(bǔ)時(shí)鐘芯片電源VBAT由V3P3提 供，溫補(bǔ)時(shí)鐘芯片在位單片機(jī)提供精準(zhǔn)的時(shí)鐘信號(hào)的同時(shí)也給電能表提供準(zhǔn)確的日歷、計(jì) 時(shí)功能。當(dāng)外部市電掉電以后，電能表內(nèi)的電源電路沒(méi)有生成主電源V3P3，溫補(bǔ)時(shí)鐘芯片的 使能端FOE因?yàn)闆](méi)有得到V3P3而未被使能，不輸出32. 768kHz時(shí)鐘信號(hào)給單片機(jī)時(shí)鐘信號(hào) 輸入端口 XIN，單片機(jī)因未得到時(shí)鐘信號(hào)而停止工作。此時(shí)，溫補(bǔ)時(shí)鐘芯片電源由電池提供 供電，繼續(xù)為電能表提供日歷、計(jì)時(shí)功能。當(dāng)外部市電恢復(fù)供電時(shí)，溫補(bǔ)時(shí)鐘芯片被使能，恢 復(fù)給單片機(jī)輸入32. 768kHz時(shí)鐘信號(hào)，單片機(jī)恢復(fù)正常工作，溫補(bǔ)時(shí)鐘芯片電源VBAT由電 池供電切換為電能表主電源供電，以延長(zhǎng)電池使用壽命，同時(shí)繼續(xù)為電能表提供日歷、計(jì)時(shí) 功能。
權(quán)利要求一種外置時(shí)鐘電能表，其特征在于包括表內(nèi)單片機(jī)、溫補(bǔ)時(shí)鐘芯片，其特征在于溫補(bǔ)時(shí)鐘芯片的使能端與電能表的主電源相連，由電能表主電源為其提供使能信號(hào)，溫補(bǔ)時(shí)鐘芯片的時(shí)鐘信號(hào)輸出端與表內(nèi)單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)輸入端連接，當(dāng)溫補(bǔ)時(shí)鐘芯片被使能時(shí)直接給表內(nèi)單片機(jī)提供時(shí)鐘信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種外置時(shí)鐘電能表，其特征在于溫補(bǔ)時(shí)鐘芯片輸出時(shí)鐘頻 率為 32. 768kHz。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種外置時(shí)鐘電能表，包括表內(nèi)單片機(jī)、溫補(bǔ)時(shí)鐘芯片，溫補(bǔ)時(shí)鐘芯片的使能端與電能表的主電源相連，由于本實(shí)用新型在用溫補(bǔ)時(shí)鐘芯片為電能表提供日歷、計(jì)時(shí)功能的同時(shí)還直接給單片機(jī)提供時(shí)鐘信號(hào)，充分利用了器件資源，同時(shí)該芯片能夠自動(dòng)隨溫度的變化而對(duì)晶體頻率進(jìn)行補(bǔ)償，使之在高溫和低溫區(qū)域內(nèi)晶體頻率變化很小，不但使時(shí)間準(zhǔn)確，也使電能表在高溫和低溫區(qū)域內(nèi)的誤差大大改善，大大提高了時(shí)鐘信號(hào)的精度，由于去掉了由晶體和負(fù)載電容組成的專門給單片機(jī)提供時(shí)鐘信號(hào)的電路因此在降低了生產(chǎn)成本的同時(shí)也使器件布局和PCB走線更加便利。
文檔編號(hào)G01R22/00GK201697966SQ20102024097
公開(kāi)日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2010年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
發(fā)明者楊永江, 田仲平, 賈燕生 申請(qǐng)人:威勝集團(tuán)有限公司