CN102508423A - 采用增强捕捉模块的irig-b对时方法 - Google Patents

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郑小军
任广宇
丁华晓
陈某舟
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JIANGSU WESTERN POWER SOUTH INTELLIGENT ELECTRIC POWER EQUIPMENT CO Ltd
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Abstract

本发明涉及的是一种采用增强捕捉模块的IRIG-B对时方法，其方法为:将IRIG-B码TTL信号经过光电隔离器件输入ECAP引脚，送至边沿及序列审核部分；配置ECAP模块的触发事件，在程序中定义对脉冲的上升沿和下降沿捕获，捕获两次脉冲差就是脉冲的宽度，从而计算出IRIG-B码码元；若连续两个P码码元，则可确定为该点时间基准点；在确定时间基准点后，接收1s内的码值计算出当前时间，为装置设备进行时间校准。本发明不需要定时中断进行采样，避免了采用查询方式的频繁中断，减少了环境干扰和MCU的处理周期，提高接收的误码率，通过ECAP脉冲捕捉能力，可以很容易计算出脉冲宽度，实现同步信号的提取；同时既满足了IRIG-B码的对时精度，又无需增加其它逻辑器件，简便可靠，通用性强。

Description

采用增强捕捉模块的IRIG-B对时方法
技术领域
本发明涉及的是智能设备对时技术领域，尤其涉及的是一种接收和解码IRIG-B对时的方法，即采用增强捕捉（ECAP）模块的IRIG-B（DC）对时方法。 
背景技术
时间的精确和统一．在电网中是十分重要的。在电力***的许多领域，诸如时间顺序记录、继电保护、故障测距、电能计费、实时信息采集等都需要有一个统一的、高精度的时间基准。因为精确统一的时间基准，可以在发生故障和操作．特别是短时间内发生连续故障的情况下．方便地分析研究各微机保护的动作行为、故障原因、故障类型、故障发生发展过程。这对于事故分析．保证电力***安全运行有着重要意义。全球定位***GPS (Global Positioning System) 为全球提供了统一的高精度时间基准．是当今精度高的全球授时***。目前GPS对时装置广泛采用IRIG-B（Inter-Range Instrumentation Group-B）码方式，IRIG-B 为 一种串行时间交换码。时帧速率为1帧/s；可传递100位的信息。作为应用广泛的时间码，具用以下主要特点：携带信息量大，高分辨率；调制后的B码带宽，适用于远距离传输；分直流、交流两种；具有接口标准化，国际通用等特点。 
IRIG时间编码序列是由美国国防部下属的靶场仪器组 (IRIG) 提出的并被普遍应用的时间信息传输***。该时码序列分为G，A，B，E，H，D共六种编码格式，应用最广泛的是IRIG-B格式．简称B码；其突出优点是将时间同步信号和秒、分、时、天等时间码信息加载到频率为1 kHz的信号载体中。 
B码信号是每秒一帧的时间串码．其基本的码元是“0”码元、“1”码元和“P”码元，每个码元占用10ms时间，一帧串码含100个码元。码元“0”和“1”对应的脉冲宽度为2 ms和5 ms．“P”码元是位置码元．对应的脉冲宽度为8 ms。 
图1为IRIG—B码帧格式示意图；参见图1，每帧从参考标志Pr开始，也就是连续两个8ms脉冲中的第2个8ms脉冲的前沿开始，分别为Pr，第0，l，，99码元。在Pr和P6之间是BCD字段，传送的是BCD码格式的时间信息（包含秒、分、时、天、年信息），低位在前，高位在后；个位在前十位在后。在P6和P8之间是CF字段，实现控制功能，可根据实际使用时的协议制定使用方法。在P8和下一个P0之间是SBS字段，是用二进制表示的一天中的秒数。 
由于B码信号既含有同步信号，又包含时间信息，需要对信号进行采集、分析，而且变电站自动化***对时间同步的要求又非常苛刻．这就要求变电站智能设备对B码信号的分析具有实时性和准确性。 
目前的B码有两类对时方法，一是采用TTL集成电路、FPGA和MCU相结合的方法来实现，利用门电路和触发器从编码信号中提取出秒同步信号，而用MCU实现时间信息的解码；但这种采用外接门电路或FPGA的对时方法，其存在着器件较多，结构复杂，可靠性差、通用性差、不利于功能扩展等缺陷问题。二是采用MCU的GPIO端口通过时间定时中断采样，编码信号的提取和解码都在定时中断中完成；然而现有GPIO的对时方法，为了提高码元的分辨率，必须提高采样精度，提高时间中断频率，增加了MCU的处理周期。因此，现有的B码的对时方法有待进一步的改善。 
发明内容
针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种提高接收的误码率以及对时的实时性和精确性，减少硬件电路复杂度的采用增强捕捉（ECAP）模块的IRIG-B（DC）对时方法，实现同步信号的提取，避免了采用查询方式的频繁中断，减少了MCU的处理周期，提高了可靠性和通用性。 
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现： 
采用增强捕捉（ECAP）模块的IRIG-B对时方法，其特征在于，其对时方法为：（1）将IRIG-B码的TTL信号经过光电隔离器件输入MCU的32位增强捕捉模块 (ECAP) 的引脚，送至边沿审核部分及序列审核部分；
（2）配置ECAP模块的触发事件，在程序中定义对脉冲的上升沿和下降沿捕获；
（3）根据ECAP模块对上升沿和下降沿捕获的两次差就是脉冲宽度，然后计算码值；
若连续捕获的两个脉冲均为P码码元，则计算的码值确定为该点时间基准点，进入步骤（4）；
（4）在确定时间基准点后，接收1s内的码值就可计算出当前时间，为装置设备进行时间校准。
作为优选方案，上述增强捕捉模块采用的是32位增强捕捉模块； 
作为优选方案，上述边沿审核即设置为上升沿或下降沿有效，上述序列审核则是分配当前所作用的寄存器（CAP1～CAP4）。
上述MCU(Micro Control Unit)，中文名称为微控制单元。 
本发明通过使用MCU的32位ECAP（Enhanced Capture Module）模块，即增强捕捉模块IRIG-B码TTL信号经过光电隔离器件，减少环境干扰。该MCU的增强型捕捉模块的对时方法，不需要定时中断进行采样，避免了采用查询方式的频繁中断，减少了MCU的处理周期，提高接收的误码率以及对时的实时性和精确性，通过ECAP脉冲捕捉能力，可以很容易计算出脉冲宽度，实现同步信号的提取；同时既满足了IRIG-B码的对时精度，又无需增加其它逻辑器件，简便可靠，通用性强。 
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明； 
      图1为IRIG—B码帧格式示意图；
      图2为IRIG-B码对时电路模块图；
   图3为ECAP的时序图；
   图4为本发明的解码流程图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。 
图2为IRIG-B码对时电路模块图；图3为ECAP的时序图；参见图2和图3，本实施例是提供一种提高接收的误码率，减少硬件电路复杂度，提高通用性的采用增强捕捉（ECAP）模块的IRIG-B（DC）对时方法，其为直流IRIG-B对时方法如下： 
（1）将IRIG-B码的TTL信号经过光电隔离器件输入MCU的增强捕捉模块 (ECAP) 的引脚，并送至边沿审核部分及序列审核部分。通过实在光电隔离器件，减少环境干扰，提高了其精确度。
本实施例中，上述边沿审核即设置为上升沿或下降沿有效，序列审核则是分配当前所作用的寄存器如CAP1～CAP4。 
（2）配置增强捕捉模块的触发事件，在程序中定义对脉冲的上升沿和下降沿捕获；参见图4，图4为本发明的解码流程图； 
（3）首先ECAP中断，根据增强捕捉模块对上升沿和下降沿捕获的两次差就是脉冲宽度，从而分辨出该脉冲的IRIG-B码值。
若连续捕获的两个脉冲均为P码码元，则计算的码值确定为该点时间基准点，进入步骤（4）； 
（4）在确定时间基准点后，接收1s内的码值就可计算出当前时间，为装置设备进行时间校准。
本实施中的增强捕捉模块 Enhanced Capture (ECAP)Module增强型捕捉模块，具有4个32bit时间窗捕获控制寄存器，4个独立的边沿极性（上升沿/下降沿）事件通道等特性。 
此外，任何具有ECAP模块的MCU均可以采用本方法实现。 
本实施例采用MCU的32位增强型捕捉模块的对时方法，不需要定时中断进行采样，通过ECAP脉冲捕捉能力可以很容易计算出脉冲宽度，实现同步信号的提取；避免了采用查询方式的频繁中断，减少了MCU的处理周期。 
并且IRIG-B码TTL信号经过光电隔离器件，减少环境干扰，提高接收的误码率以及对时的实时性和精确性，同时不增加外部硬件电路，提高了可靠性和通用性。 
总上所述，本发明充分利用了MCU的ECAP模块，采用硬件中断解码，既满足了IRIG-B码的对时精度，又无需增加其它逻辑器件，简便可靠，通用性强，避免采用查询方式的频繁中断，减少了MCU的处理周期。 
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。 

Claims (3)

1. 采用增强捕捉模块的IRIG-B对时方法，其特征在于，其对时方法为：（1）将IRIG-B码的TTL信号经过光电隔离器件输入MCU的32位增强捕捉模块的引脚，送至边沿审核部分及序列审核部分；
（2）配置增强捕捉模块的触发事件，在程序中定义对脉冲的上升沿和下降沿捕获；
（3）根据增强捕捉模块对上升沿和下降沿捕获的两次差就是脉冲宽度，然后计算码值；
若连续捕获的两个脉冲均为P码码元，则计算的码值确定为该点时间基准点，进入步骤（4）；
（4）在确定时间基准点后，接收1s内的码值计算出当前时间，为装置设备进行时间校准。
2. 根据权利要求1所述的采用增强捕捉模块的IRIG-B对时方法，其特征在于，上述增强捕捉模块采用的是32位增强捕捉模块。
3. 根据权利要求1所述的采用增强捕捉模块的IRIG-B对时方法，其特征在于，所述步骤（1）中，上述边沿审核即设置为上升沿或下降沿有效，上述序列审核则是分配当前所作用的寄存器。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104503217A (zh) * 2014-11-21 2015-04-08 广西智通节能环保科技有限公司 一种秒表检定仪
CN106873476A (zh) * 2017-04-12 2017-06-20 北京机械设备研究所 一种使用ecap中断实现电压频率和相位跟踪的方法
CN107147601A (zh) * 2014-08-21 2017-09-08 常州工学院 一种基于脉宽等长机制的fsk解调方法
CN112231267A (zh) * 2020-10-16 2021-01-15 天津津航计算技术研究所 一种国产化的vpx架构b码对时装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5793869A (en) * 1996-10-11 1998-08-11 Claflin, Jr.; Raymond E. Method and apparatus for encoding and data compressing text information
CN101738931A (zh) * 2009-12-24 2010-06-16 华北电力大学 一种irig-b码的对时装置及其对时方法
CN201689301U (zh) * 2010-04-09 2010-12-29 泉州市桑川电气设备有限公司 一种控制器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5793869A (en) * 1996-10-11 1998-08-11 Claflin, Jr.; Raymond E. Method and apparatus for encoding and data compressing text information
CN101738931A (zh) * 2009-12-24 2010-06-16 华北电力大学 一种irig-b码的对时装置及其对时方法
CN201689301U (zh) * 2010-04-09 2010-12-29 泉州市桑川电气设备有限公司 一种控制器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
梁启权，和敬涵，王小君: "TMS320F28335在电网频率测量中的应用", 《国外电子测量技术》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107147601A (zh) * 2014-08-21 2017-09-08 常州工学院 一种基于脉宽等长机制的fsk解调方法
CN107147601B (zh) * 2014-08-21 2020-07-31 常州工学院 一种基于脉宽等长机制的fsk解调方法
CN104503217A (zh) * 2014-11-21 2015-04-08 广西智通节能环保科技有限公司 一种秒表检定仪
CN106873476A (zh) * 2017-04-12 2017-06-20 北京机械设备研究所 一种使用ecap中断实现电压频率和相位跟踪的方法
CN106873476B (zh) * 2017-04-12 2019-03-15 北京机械设备研究所 一种使用ecap中断实现电压频率和相位跟踪的方法
CN112231267A (zh) * 2020-10-16 2021-01-15 天津津航计算技术研究所 一种国产化的vpx架构b码对时装置

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