CN112104341A - 基于自适应电网工频的***时钟校准方法 - Google Patents

基于自适应电网工频的***时钟校准方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于自适应电网工频的***时钟校准方法，包括如下步骤：上电初始化，设置数据有效标志的值、配置寄存器；间隔固定时间读取当前电网工频输入的电平信号，判断是否发生过零变化，进而记录得到当前电网工频的单次电平周期时间；判断当前电网工频的单次电平周期时间的数值是否落在额定工频的周期范围内，进而校准当前电网工频的***基准时钟。本发明的基于自适应电网工频的***时钟校准方法，通过记录当前电网工频的单次电平周期时间，判断当前电网工频的单次电平周期时间是否落入额定工频的周期范围内，进而自适应地对当前电网工频的***基准时钟进行校准，确保***稳定和精准控制。

Description

基于自适应电网工频的***时钟校准方法
技术领域
本发明属于电网供电技术领域，具体涉及一种基于自适应电网工频的***时钟校准方法。
背景技术
目前，在电网工频***应用过程中，为了节省控制***的器件成本，通常会把MCU(微控制单元)的外部晶振节省掉，采用内部RC振荡。
但是，RC振荡频率受工作环境影响较大，对温度比较敏感，会造成RC振荡的周期时间不一致。所以如果以内部RC振荡作为时钟依据，肯定会造成偏差，使控制***不能精准控制。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种基于自适应电网工频的***时钟校准方法，通过记录当前电网工频的单次电平周期时间，判断当前电网工频的单次电平周期时间是否落入额定工频的周期范围内，进而自适应地对当前电网工频的***基准时钟进行校准。
本发明所采用的技术方案是：
一种基于自适应电网工频的***时钟校准方法，包括如下步骤：
S1、上电初始化，设置数据有效标志的值、配置寄存器；
S2、间隔固定时间读取当前电网工频输入的电平信号，判断是否发生过零变化，进而记录得到当前电网工频的单次电平周期时间；
S3、判断当前电网工频的单次电平周期时间的数值是否落在额定工频的周期范围内，进而校准当前电网工频的***基准时钟。
优选地，所述S1具体包括如下步骤：
S11、上电初始化，设置数据有效标志为无效值，以用于确保采集到电平信号的可靠性；
S12、将现电平值设为空值，以用于记录电平信号的高低；
将前电平值设为空值，以用于记录电平信号发生变化的前一次状态值；
将电平周期时间设为空值，以用于记录电平信号发生变化的周期时间；
将单次电平周期时间设为空值，以用于为判断当前电网工频提供时间依据。
优选地，所述S2具体包括如下步骤：
S21、间隔N微秒，读取当前电网工频输入的电平信号，并用现电平值记录；
S22、通过位异或运算对比电平信号的前后变化，根据位异或运算结果判断是否开始计时单次电平周期时间；
S23、开始计时单次电平周期时间，判断数据有效标志是否为有效值，以用于确认寄存器初始化完成，进而确定是否得到当前电网工频的单次电平周期时间。
优选地，所述S22具体为：通过位异或运算对比电平信号的前后变化，若位异或运算结果小于零，则返回S21；若位异或运算结果不小于零，则在电平发生过零变化时，电平周期时间开始计时，并用前电平值记录前一个电平状态。
优选地，所述S23具体为：开始计时单次电平周期时间，判断数据有效标志是否为有效值，若数据有效标志不是有效值，则先设置数据有效标志为有效值并返回S21；若数据有效标志是有效值，则得到当前电网工频的单次电平周期时间。
优选地，所述S22中，所述通过位异或运算对比电平信号的前后变化，具体为，通过位异或运算对比现电平值和前电平值。
优选地，所述S3具体包括如下步骤：
S31、判断当前电网工频的单次电平周期时间的数值是否落在额定工频的周期范围内；
S32、若当前电网工频的单次电平周期时间的数值落在额定工频的周期范围内，则校准当前电网工频的***基准时钟，否则为异常信号，采用当前电网工频的***内部基准时钟。
优选地，所述S32中，当电网工频为60HZ电网供电时，所述额定工频的周期范围为16.6ms±10％。
优选地，所述S32中，当电网工频为50HZ电网供电时，所述额定工频的周期范围为20ms±10％。
优选地，所述S32中，当电网工频为50HZ或60HZ电网供电时，内部计时300毫秒进行一次基准时钟校准。
与现有技术相比，本发明的基于自适应电网工频的***时钟校准方法，通过记录当前电网工频的单次电平周期时间，判断当前电网工频的单次电平周期时间是否落入额定工频的周期范围内，进而自适应地对当前电网工频的***基准时钟进行校准，确保***稳定和精准控制。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种基于自适应电网工频的***时钟校准方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的一种基于自适应电网工频的***时钟校准方法的具体流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例
本发明实施例提供一种基于自适应电网工频的***时钟校准方法，如图1-2所示，包括如下步骤：
S1、上电初始化，设置数据有效标志的值、配置寄存器；
S2、间隔固定时间读取当前电网工频输入的电平信号，判断是否发生过零变化，进而记录得到当前电网工频的单次电平周期时间；
S3、判断当前电网工频的单次电平周期时间的数值是否落在额定工频的周期范围内，进而校准当前电网工频的***基准时钟。
这样，通过上电初始化，设置数据有效标志的值、配置寄存器，从而可以保证后期采集到的电平信号的可靠性；间隔固定时间读取当前电网工频输入的电平信号，判断是否发生过零变化，进而记录得到当前电网工频的单次电平周期时间，作为后期判断当前电网频率周期的判断依据；判断当前电网工频的单次电平周期时间的数值是否落在额定工频的周期范围内，进而校准当前电网工频的***基准时钟，确保***稳定和精准控制。
所述S1具体包括如下步骤：
S11、上电初始化，设置数据有效标志为无效值，以用于确保采集到电平信号的可靠性；
S12、将现电平值设为空值，以用于记录电平信号的高低；
将前电平值设为空值，以用于记录电平信号发生变化的前一次状态值；
将电平周期时间设为空值，以用于记录电平信号发生变化的周期时间；
将单次电平周期时间设为空值，以用于为判断当前电网工频提供时间依据。
这样，S11、通过上电初始化后，设置数据有效标志为无效值，以用于确保后期采集到电平信号的可靠性，即Flay_Zero＝False(无效值)；
S12、将现电平值设为空值，以用于记录电平信号的高低，即0/1状态(0代表低电平，1代表高电平)，即Now_Pulse＝Null(空值)；
将前电平值设为空值，以用于记录电平信号发生变化的前一次状态值，即Pre_Pulse＝Null(空值)；
将电平周期时间设为空值，以用于记录电平信号发生变化(即0->1-0或1->0->1)的周期时间，即timer_zero＝Null(空值)；
将单次电平周期时间设为空值，以用于为判断当前电网工频提供时间依据，即timer_Pulse＝timer_zero。
所述S2具体包括如下步骤：
S21、间隔N微秒，读取当前电网工频输入的电平信号，并用现电平值记录；
S22、通过位异或运算对比电平信号的前后变化，根据位异或运算结果判断是否开始计时单次电平周期时间；
S23、开始计时单次电平周期时间，判断数据有效标志是否为有效值，以用于确认寄存器初始化完成，进而确定是否得到当前电网工频的单次电平周期时间。
这样，S21、间隔固定时间(一般为N微秒)，读取当前电网工频输入的电平信号，并用现电平值记录，即用Now_Pulse记录；
S22、位异或运算对比电平信号的前后变化(即对比现电平值和前电平值)，根据位异或运算结果判断是否开始计时单次电平周期时间；
即通过位异或运算对比电平信号的前后变化，若位异或运算结果小于零，则返回S21；若位异或运算结果不小于零，则在电平发生过零变化时，电平周期时间开始计时，并用前电平值记录前一个电平状态，即Pre_Pulse＝Now_Pulse。
S23、开始计时单次电平周期时间，判断数据有效标志是否为有效值，以用于确认寄存器初始化完成，进而确定是否得到当前电网工频的单次电平周期时间。
即开始计时单次电平周期时间，判断数据有效标志是否为有效值，若数据有效标志不是有效值，则先设置数据有效标志为有效值并返回S21，即Flay_Zero＝True，此次变化的状态变化不作为判断依据；若数据有效标志是有效值，则记录得到当前电网工频的单次电平周期时间，即0->1-0或1->0->1，timer_Pulse＝timer_zero。
所述S3具体包括如下步骤：
S31、判断当前电网工频的单次电平周期时间的数值是否落在额定工频的周期范围内；
S32、若当前电网工频的单次电平周期时间的数值落在额定工频的周期范围内，则校准当前电网工频的***基准时钟，否则为异常信号，采用当前电网工频的***内部基准时钟。
这样，S31、判断当前电网工频的单次电平周期时间(timer_Pulse)的数值是否落在额定工频的周期范围内，即50Hz的周期时间范围(20ms±10％)、60Hz的周期时间范围(16.6ms±10％)；
S32、若当前电网工频的单次电平周期时间的数值落在额定工频的周期范围内，即可分辩出当前电网的工频，提供当前电网的频率周期判断值，则校准当前电网工频的***基准时钟，否则为异常信号，采用当前电网工频的***内部基准时钟。
所述S32中，当电网工频为50HZ或60HZ电网供电时，内部计时300毫秒进行一次基准时钟校准。
这样，当前检测到电网工频是50Hz时，对应的周期是1/50秒；电网工频是60Hz时，对应的周期是1/60秒。根据最简公分母，以300毫秒作校准周期。每当***以基准时钟内部计时到300毫秒时进行校准一次，自动适应工频是60Hz、50Hz和信号异常的情况。
本发明的基于自适应电网工频的***时钟校准方法，通过记录当前电网工频的单次电平周期时间，判断当前电网工频的单次电平周期时间是否落入额定工频的周期范围内，进而自适应地对当前电网工频的***基准时钟进行校准，确保***稳定和精准控制。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于自适应电网工频的***时钟校准方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、上电初始化，设置数据有效标志的值、配置寄存器；
S2、间隔固定时间读取当前电网工频输入的电平信号，判断是否发生过零变化，进而记录得到当前电网工频的单次电平周期时间；
S3、判断当前电网工频的单次电平周期时间的数值是否落在额定工频的周期范围内，进而校准当前电网工频的***基准时钟。
2.根据权利要求1所述的基于自适应电网工频的***时钟校准方法，其特征在于，所述S1具体包括如下步骤：
S11、上电初始化，设置数据有效标志为无效值，以用于确保采集到电平信号的可靠性；
S12、将现电平值设为空值，以用于记录电平信号的高低；
将前电平值设为空值，以用于记录电平信号发生变化的前一次状态值；
将电平周期时间设为空值，以用于记录电平信号发生变化的周期时间；
将单次电平周期时间设为空值，以用于为判断当前电网工频提供时间依据。
3.根据权利要求2所述的基于自适应电网工频的***时钟校准方法，其特征在于，所述S2具体包括如下步骤：
S21、间隔N微秒，读取当前电网工频输入的电平信号，并用现电平值记录；
S22、通过位异或运算对比电平信号的前后变化，根据位异或运算结果判断是否开始计时单次电平周期时间；
S23、开始计时单次电平周期时间，判断数据有效标志是否为有效值，以用于确认寄存器初始化完成，进而确定是否得到当前电网工频的单次电平周期时间。
4.根据权利要求3所述的基于自适应电网工频的***时钟校准方法，其特征在于，所述S22具体为：通过位异或运算对比电平信号的前后变化，若位异或运算结果小于零，则返回S21；若位异或运算结果不小于零，则在电平发生过零变化时，电平周期时间开始计时，并用前电平值记录前一个电平状态。
5.根据权利要求4所述的基于自适应电网工频的***时钟校准方法，其特征在于，所述S23具体为：开始计时单次电平周期时间，判断数据有效标志是否为有效值，若数据有效标志不是有效值，则先设置数据有效标志为有效值并返回S21；若数据有效标志是有效值，则得到当前电网工频的单次电平周期时间。
6.根据权利要求5所述的基于自适应电网工频的***时钟校准方法，其特征在于，所述S22中，所述通过位异或运算对比电平信号的前后变化，具体为，通过位异或运算对比现电平值和前电平值。
7.根据权利要求1-6任一项所述的基于自适应电网工频的***时钟校准方法，其特征在于，所述S3具体包括如下步骤：
S31、判断当前电网工频的单次电平周期时间的数值是否落在额定工频的周期范围内；
S32、若当前电网工频的单次电平周期时间的数值落在额定工频的周期范围内，则校准当前电网工频的***基准时钟，否则为异常信号，采用当前电网工频的***内部基准时钟。
8.根据权利要求7所述的基于自适应电网工频的***时钟校准方法，其特征在于，所述S32中，当电网工频为60HZ电网供电时，所述额定工频的周期范围为16.6ms±10％。
9.根据权利要求8所述的基于自适应电网工频的***时钟校准方法，其特征在于，所述S32中，当电网工频为50HZ电网供电时，所述额定工频的周期范围为20ms±10％。
10.根据权利要求9所述的基于自适应电网工频的***时钟校准方法，其特征在于，所述S32中，当电网工频为50HZ或60HZ电网供电时，内部计时300毫秒进行一次基准时钟校准。
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