实时时钟检测装置论文和设计-黎金旺

全文摘要

本实用新型公开了一种实时时钟故障检测装置，该装置包括：温度补偿晶体振荡器电路、检测分析模块、通信接口模块、主控模块、显示模块。温度补偿晶体振荡器电路用于提供精准的时钟源。检测分析模块用于检测及分析智能电表或RTC芯片的实时时钟故障。通信接口模块包括控件输入接口以及显示驱动接口，控件输入接口能够输入测试请求。主控模块用于将所述检测分析模块的实时时钟故障的检测数据转换成便于显示的数据；显示模块用于显示所述主控模块转换后的实时时钟故障检测数据。所述检测分析模块、所述通信接口模块以及所述主控模块均集成在FPGA芯片上。该实时时钟检测装置能够很方便地进行RTC芯片或电表中RTC芯片的实时时钟故障检测和分析。

主设计要求

1.一种实时时钟检测装置，其特征在于，包括：温度补偿晶体振荡器电路，用于提供精准的时钟源；检测分析模块，与所述温度补偿晶体振荡器电路相连，外接被测的RTC芯片且能够与智能电表之间进行数据交互，用于检测及分析所述智能电表或所述RTC芯片的实时时钟故障；通信接口模块，包括控件输入接口以及显示驱动接口，所述控件输入接口用于输入测试请求；主控模块，与所述检测分析模块以及所述通信接口模块均相连，用于将所述检测分析模块的实时时钟故障的检测数据转换成便于显示的数据；以及显示模块，与所述显示驱动接口相连，用于在所述显示驱动接口的驱动下显示所述主控模块转换后的实时时钟故障检测数据，其中，所述检测分析模块、所述通信接口模块以及所述主控模块均集成在FPGA芯片上。

设计方案

1.一种实时时钟检测装置，其特征在于，包括：

温度补偿晶体振荡器电路，用于提供精准的时钟源；

检测分析模块，与所述温度补偿晶体振荡器电路相连，外接被测的RTC芯片且能够与智能电表之间进行数据交互，用于检测及分析所述智能电表或所述RTC芯片的实时时钟故障；

通信接口模块，包括控件输入接口以及显示驱动接口，所述控件输入接口用于输入测试请求；

主控模块，与所述检测分析模块以及所述通信接口模块均相连，用于将所述检测分析模块的实时时钟故障的检测数据转换成便于显示的数据；以及

显示模块，与所述显示驱动接口相连，用于在所述显示驱动接口的驱动下显示所述主控模块转换后的实时时钟故障检测数据，

其中，所述检测分析模块、所述通信接口模块以及所述主控模块均集成在FPGA芯片上。

2.如权利要求1所述的实时时钟检测装置，其特征在于，所述温度补偿晶体振荡器电路的时钟精度小于0.0025PPM。

3.如权利要求1所述的实时时钟检测装置，其特征在于，所述检测分析模块包括：

RTC芯片测试插座，用于连接RTC芯片；

电表脉冲端子测试表笔，用于与智能电表进行数据交互；以及

故障分析电路，与所述RTC芯片测试插座以及所述电表脉冲端子测试表笔以及所述温度补偿晶体振荡器电路均相连，用于检测所述RTC芯片或所述智能电表的实时时钟信号数据，还用于将所述RTC芯片的实时时钟信号数据或所述智能电表的实时时钟信号数据与时钟参考数据进行对比分析，从而分析出所述RTC芯片或所述智能电表的实时时钟故障情况，所述参考数据能够通过所述故障分析电路与所述温度补偿晶体振荡器电路所组成的电路测量得到。

4.如权利要求3所述的实时时钟检测装置，其特征在于，所述通信接口模块还包括：

I2C接口，与所述RTC芯片测试插座相连，所述RTC芯片测试插座通过所述I2C接口实现所述RTC芯片与所述主控模块以及所述检测分析模块之间的数据交互；以及

红外接口，所述电表脉冲端子测试表笔通过所述红外接口实现与所述主控模块以及所述检测分析模块之间的数据交互。

5.如权利要求1所述的实时时钟检测装置，其特征在于，所述显示模块为LCD显示屏。

设计说明书

技术领域

本实用新型是关于电子测量技术领域，特别是关于一种实时时钟检测装置。

背景技术

随着国家在智能电网建设的发展，智能电表已基本覆盖城市居民用户。RTC(Real-Time-Clock实时时钟)芯片是智能电表中不可或缺的模块，其主要功能是提供实时精准的时钟，为智能电表的电能计量、时间日历等工作提供精准的时间依据。因此RTC芯片的精度以及稳定性非常重要。

目前对于RTC芯片还没有专用的检测设备。目前对实时时钟的检测方法仅仅是在对智能电表的出厂检测或整表检测过程中采用整表检测表台初步获得实时时钟的状况。该通过整表检测表台的检测方式包括如下缺点：1，由于整表检测表台体积过大，其主要用于智能电表出厂检测或整表检测，不便于将其携带到用户现场进行RTC故障检测。2，整表检测表台主要是对整个智能电表进行检测，功能虽然比较多，但是对实时时钟的检测精度不高，最多只能到0.1PPM，并且现有的整表检测表台无法对独立的RTC芯片进行检测。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种实时时钟检测装置，其能够很方便地进行RTC芯片或电表中RTC芯片的实时时钟故障检测和分析，检测精度高达0.01PPM。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种实时时钟故障检测装置，其包括：温度补偿晶体振荡器电路、检测分析模块、通信接口模块、主控模块、显示模块。温度补偿晶体振荡器电路用于提供精准的时钟源。检测分析模块与所述温度补偿晶体振荡器电路相连，外接被测的RTC芯片且能够与智能电表之间进行数据交互，用于检测及分析所述智能电表或所述RTC芯片的实时时钟故障。通信接口模块包括控件输入接口以及显示驱动接口，所述控件输入接口用于输入测试请求。主控模块与所述检测分析模块以及所述通信接口模块均相连，用于将所述检测分析模块的实时时钟故障的检测数据转换成便于显示的数据。显示模块与所述显示驱动接口相连，用于在所述显示驱动接口的驱动下显示所述主控模块转换后的实时时钟故障检测数据。其中，所述检测分析模块、所述通信接口模块以及所述主控模块均集成在FPGA芯片上。

在一优选的实施方式中，所述温度补偿晶体振荡器电路的时钟精度小于0.0025PPM。

在一优选的实施方式中，所述检测分析模块包括：RTC芯片测试插座、电表脉冲端子测试表笔。RTC芯片测试插座用于连接RTC芯片。电表脉冲端子测试表笔用于与智能电表进行数据交互。故障分析电路与所述RTC芯片测试插座以及所述电表脉冲端子测试表笔以及所述温度补偿晶体振荡器电路均相连，用于检测所述RTC芯片或所述智能电表的实时时钟信号数据，还用于将所述RTC芯片的实时时钟信号数据或所述智能电表的实时时钟信号数据与时钟参考数据进行对比分析，从而分析出所述RTC芯片或所述智能电表的实时时钟故障情况，所述参考数据能够通过所述故障分析电路与所述温度补偿晶体振荡器电路所组成的电路测量得到。

在一优选的实施方式中，所述通信接口模块还包括：I2C接口、红外接口。I2C接口与所述RTC芯片测试插座相连，所述RTC芯片测试插座通过所述I2C接口实现所述RTC芯片与所述主控模块以及所述检测分析模块之间的数据交互。所述电表脉冲端子测试表笔通过所述红外接口实现与所述主控模块以及所述检测分析模块之间的数据交互。

在一优选的实施方式中，所述显示模块为LCD显示屏。

与现有技术相比，根据本实用新型的实时时钟检测装置，将检测分析模块、通信接口模块以及主控模块均集成在FPGA芯片上，设置了与主控模块相匹配的通信接口模块；建立了检测分析模块、通信接口模块与主控模块三者之间的数据传输，实现了智能电表中RTC芯片和独立RTC芯片的故障检测和分析，通用性强，方便携带；并且将精度小于0.0025PPM的高精度温度补偿电力晶体振荡器电路与检测分析模块组成获取时钟参考数据的电路，可实现0.01PPM时钟精度测量。而且还将检测分析模块中设置了电表脉冲端子测试表笔以及RTC芯片，检修工程师在使用过程中将独立的RTC芯片插入RTC芯片测试插座或将电表的脉冲端子直接连上电表脉冲端子测试表笔即组成完整的RTC芯片测试硬件环境，可以很方便地进行RTC芯片或电表中RTC芯片的故障检测和分析等。

附图说明

图1是根据本实用新型一实施方式的实时时钟检测装置的模块组成示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

图1是根据本实用新型一实施方式的实时时钟检测装置的模块组成示意图。该实时时钟检测装置包括：温度补偿晶体振荡器电路10、检测分析模块11、通信接口模块12、主控模块13以及显示模块14。其中，检测分析模块11、通信接口模块12以及主控模块13均集成在FPGA(可编程逻辑阵列)芯片100上，实现了实时时钟检测装置的小巧便携。

温度补偿晶体振荡器电路10的时钟精度小于0.0025PPM，用于给FPGA芯片100提供精准的时钟源。采用该温度补偿晶体振荡器电路10可实现0.01PPM时钟精度测量。

检测分析模块11与温度补偿晶体振荡器电路10相连，外接被测的RTC芯片且能够与智能电表之间进行数据交互，用于检测及分析智能电表或RTC芯片的实时时钟故障。该检测分析模块11能够检测和分析的故障种类至少包括时钟精度误差错误、定时报警错误、固定周期定时中断错误、时间更新中断错误、日历错误(含闰年错误)等。

通信接口模块12包括控件输入接口12a以及显示驱动接口12b，控件输入接口12a能够输入测试请求。

主控模块13与检测分析模块11以及通信接口模块12均相连，用于将检测分析模块11的实时时钟故障的检测数据转换成便于显示的数据。

显示模块14与通信接口模块12相连，用于在显示驱动接口12b的驱动下显示主控模块13转换后的实时时钟故障检测数据。

优选地，检测分析模块11包括：RTC芯片测试插座11a、电表脉冲端子测试表笔11b、故障分析电路11c。RTC芯片测试插座11a用于连接RTC芯片。电表脉冲端子测试表笔11b用于与智能电表进行数据交互。故障分析电路11c与RTC芯片测试插座11a以及电表脉冲端子测试表笔11b以及温度补偿晶体振荡器电路10均相连，用于检测RTC芯片或智能电表的实时时钟信号数据，还用于将RTC芯片的实时时钟信号数据或智能电表的实时时钟信号数据与时钟参考数据进行对比分析，从而分析出RTC芯片或智能电表的实时时钟故障情况，参考数据能够通过故障分析电路11c与温度补偿晶体振荡器电路10所组成的电路测量得到。在检测分析模块11中通过集成RTC芯片测试插座11a和电表脉冲端子测试表笔11b、故障分析电路11c等测试电路，可以支持SOP14、SOP12、SOP10、SOP8等芯片封装，以及国家电网标准的智能电表和南方电网标准的智能电表，可以实现多种芯片封装、多种标准的智能电表的RTC芯片故障检测和分析，通用性强，方便携带。检修工程师在使用过程中将独立的RTC芯片插入RTC芯片测试插座11a或将电表的脉冲端子直接连上电表脉冲端子测试表笔11b即组成完整的RTC芯片测试硬件环境，可以很方便地进行独立的RTC芯片或电表中RTC芯片的故障检测和分析等。

进一步地，通信接口模块12还包括：I2C(Inter-Integrated-Circuit两线式串行总线)接口12c和红外接口12d。I2C接口12c与RTC芯片测试插座11a相连，RTC芯片测试插座11a通过I2C接口12c实现RTC芯片与主控模块13以及检测分析模块11之间的数据交互。电表脉冲端子测试表笔11b通过红外接口12d实现与主控模块13以及检测分析模块11之间的数据交互。具体地，红外接口12d采用UART通信协议。

综上所述，本实施方式提供的实时时钟检测装置将检测分析模块、通信接口模块以及主控模块均集成在FPGA芯片上，设置了与主控模块相匹配的通信接口模块；建立了检测分析模块、通信接口模块与主控模块三者之间的数据传输，实现了智能电表中RTC芯片和独立RTC芯片的故障检测和分析，通用性强，方便携带，电力检修工程师在使用过程中将独立的RTC芯片插入RTC芯片测试插座或将电表的脉冲端子直接连上电表脉冲端子测试表笔即组成完整的RTC芯片测试硬件环境，可以很方便地进行RTC芯片或电表中RTC芯片的故障检测和分析等。

前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

设计图

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主设计要求

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