专利名称：校正电路及实时时钟电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子技术，尤其涉及一种校正电路及实时时钟电路。
背景技术：
通常实时时钟(Real Time Clock，简称RTC)是使用32.768千赫兹(KHz)的石英晶体振荡器提供计时脉冲，由于石英晶体振荡器中的32.768KHz的石英晶体的振荡频率输出在不同温度下会有不同频率偏差，对于RTC而言，频率的偏差即意味着时间的偏差，而且此偏差是随着时间的增加而累积的，所以对于采用32.768KHZ的石英晶体振荡器提供计时脉冲的RTC而言，如果要达到高精度的时间计时，必需对石英晶体振荡器的频率偏差根据温度进行校正。图1为通常的校正方案示意图。具体地，对RTC进行频率校正时采用的校正方案是:通过外置温度传感器100采集石英晶体振荡器300中石英晶体表面的温度，送入微控制单元(Micro controller Unit,简称MCU) 200,MCU200根据输入的温度值计算得出频率偏差，将该频率偏差作为分频系数送至整数分频电路400，整数分频电路400在石英晶体振荡器300提供的信号和通过MCU200得到的分频系数作用下得到一个IHz的时钟信号，并将该时钟信号提供至RTC500计时。但是上述校正方案的主要问题是:当芯片下电时无法为该外置温度传感器供电，造成无法进行温度采集。另外，分频系数需要MCU运算，造成MCU资源浪费。
发明内容
本发明实施例提供一种校正电路及实时时钟电路，以解决上述芯片下电时无法进行根据温度进行校正，且分频系数需MCU运算造成MCU资源浪费的问题。第一方面，本发明实施例提供一种校正电路，包括:集成在芯片中的分频电路、分频系数运算电路、内置温度采集电路和上下电检测电路。其中，所述内置温度采集电路，用于采集所述芯片的温度；所述上下电检测电路，用于检测所述芯片上电或下电；所述分频系数运算电路，用于在所述上下电检测电路检测到所述芯片下电时，根据所述内置温度采集电路采集到的所述芯片的温度，计算分频系数，并将所述分频系数输出给所述分频电路；所述分频电路，用于根据所述分频系数运算电路输出的所述分频系数，向实时时钟提供计时脉冲，以使所述时钟根据所述计时脉冲输出时钟信号。在第一方面的第一种可能的实现方式中，温度采集控制电路，与所述实时时钟和所述内置温度采集电路连接，用于根据所述实时时钟输出的时钟信号，控制所述内置温度采集电路采集所述芯片的温度。根据第一方面及第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述上下电检测电路还用于检测所述芯片是否上电，所述校正电路还包括外置温度采集器和温度选择电路。其中外置温度采集器用于采集所述芯片外部的石英晶体的温度；温度选择电路，与所述内置温度采集电路、外置温度采集器、上下电检测电路、分频系数运算电路连接，用于在所述上下电检测电路检测到所述芯片下电时，将所述内置温度采集电路采集到的所述芯片的温度输出给所述分频系数运算电路，在所述上下电检测电路检测到所述芯片上电时，将所述外置温度采集器采集到的所述石英晶体的温度输出给所述分频系数运算电路。根据第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述温度采集控制电路还与所述外置温度采集器连接，还用于根据所述实时时钟输出的时钟信号，控制所述外置温度采集电路采集所述石英晶体的温度。根据第一方面及第一方面的第一种可能的实现方式的任意一种，在第三种可能的实现方式中，温度偏差运算电路，与所述内置温度采集电路、上下电检测电路、分频系数运算电路连接，用于在所述上下电检测电路检测到所述芯片下电时，将所述内置温度采集电路采集到的所述芯片的温度输出给所述分频系数运算电路，在在所述上下电检测电路检测到所述芯片上电时，对所述内置温度采集电路采集到的所述芯片的温度进行偏差补偿，将偏差补偿得到的温度输出给所述分频系数运算电路。根据第一方面、第一方面的第一种至第四种可能的实现方式的任意一种，在第五种可能的实现方式中，所述分频系数运算电路具体用于，根据预先保存的多个温度和各温度相对于标准振荡频率的频率偏差，获得输入温度对应的频率偏差，将所述输入温度对应的频率偏差得到所述分频系数输出给所述分频电路；其中，所述标准振荡频率为石英晶体的振荡频率32768千赫兹。根据第一方面的第五种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述预先保存的多个温度均大于所述中心温度，或均小于所述中心温度，其中所述中心温度为所述石英晶体的振荡频率和温度关系曲线的中心对称点对应的温度；所述分频系数运算电路还包括:比较电路、温度对称电路、多路选择电路、查表电路和插值运算电路。其中，所述比较电路，用于比较所述输入温度和所述中心温度的大小；所述温度对称电路，用于计算与所述输入温度关于所述中心温度对称的温度；所述多路选择电路，与所述比较电路、温度对称电路、查表电路连接，用于若所述输入温度大于所述中心温度且所述预先保存的多个温度均小于所述中心温度，或所述输入温度小于所述中心温度且所述预先保存的多个温度均大于所述中心温度时，将所述温度输出给所述查表电路，否则将所述输入温度输出给所述查表电路；所述查表电路与所述多路选择电路和差值运算电路连接，用于根据接收到的温度在预先保存的多个温度和各温度相对于所述中心温度的频率偏差中查找，将与所述接收到的温度相关的两个温度相对于所述标准振荡频率的频率偏差输出给所述插值运算电路；所述插值运算电路，与所述查表电路和分频电路连接，用于根据所述查表电路输出的所述两个温度相对于所述标准振荡频率的频率偏差，进行插值运算，得到所述输入温度对应的频率偏差，根据所述输入温度对应的频率偏差得到所述分频系数，并将所述分频系数输出给所述分频电路。根据第一方面、第一方面的第一种至第六种可能实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述分频电路为小数分频电路。第二方面，本发明实施例提供一种校正电路，包括:温度采集模块、分频系数计算模块和小数分频电路。其中所述温度采集模块，用于采集温度；所述分频系数计算模块，与所述温度采集模块连接，用于根据所述温度采集模块采集到的温度，计算分频系数，并将所述分频系数输出给所述小数分频电路；所述小数分频电路，与所述分频系数计算模块和振荡电路连接，用于根据所述分频系数，对所述振荡电路输出的频率进行小数分频，得到实时时钟的计时脉冲。在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述小数分频电路包括两级西格玛-德尔塔Σ - Λ调制器电路和整数分频器。其中所述整数分频器的分频参数包括327和328 ;所述两级Σ - Λ调制器电路，与所述分频系数计算模块连接，用于进行小数分频；所述整数分频器，与所述两级Σ -Λ调制器电路和振荡电路连接，用于在第二级Σ -Λ调制器电路输出结果大于O时，用分频参数328对振荡电路的输出脉冲进行328分频；在第二级Σ - Λ调制器电路输出结果小于或等于O时，用分频参数327对振荡电路的输出脉冲进行327分频。第三方面本发明实施例提供一种实时时钟电路，包括:石英晶体振荡器、实时计时和上述任一所述的校正电路。，本发明实施例的校正电路及实时时钟电路，通过上下电检测电路检测到所述芯片下电时，根据内置温度采集电路采集到的芯片的温度输出时钟信号，因此实现在芯片下电时也能进行根据温度进行时钟校正。解决现有技术在芯片下电时无法进行根据温度进行时钟校正的问题，并且，校正时所需的分频系数通过分频系数运算电路来得到，从而节省了MCU资源。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为通常的校正电路的结构示意图；图2为本发明校正电路实施例一的结构示意图；图3为本发明校正电路实施例二的结构示意图；图4为本发明校正电路实施例三的结构示意图；图5为本发明校正电路中的分频系数运算电路120的一种结构示意图；图6为本发明校正电路中的分频系数运算电路120的一种电路原理图；图7为本发明校正电路中的小数分频电路的电路原理图；图8为本发明校正电路实施例四的结构示意图；图9为本发明RTC电路实施例一的结构示意图。
具体实施例方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例一图2为本发明校正电路实施例一的结构示意图。本实施例的电路适用于给RTC提供计时脉冲的石英晶体振荡器进行校正。参考图2该校正电路包括:分频电路110、分频系数运算电路120、内置温度采集电路130和上下电检测电路140，上述电路都集成在芯片中；内置温度采集电路130，用于采集所述芯片的温度；上下电检测电路140，用于检测所述芯片是否下电；分频系数运算电路120，用于在上下电检测电路检140测到所述芯片下电时，根据内置温度采集电路130采集到的所述芯片的温度，计算分频系数，并将所述分频系数输出给分频电路110 ;分频电路110，用于根据分频系数运算电路120输出的所述分频系数，向RTC提供计时脉冲，以使所述时钟根据所述计时脉冲输出时钟信号。本实施例中，当芯片上电时，RTC的供电来源为芯片的电源，当芯片下电时，RTC的供电来源为外部电池，例如通常选用纽扣电池等，由于RCT功耗极小，外部电池可以满足。由于芯片下电时内部只有RTC和校正电路工作，而RTC和校正电路的功耗均极小，所以，芯片下电时芯片的温度与外部石英晶体振荡器中石英晶体的温度偏差极小，因此，本发明实施例在芯片下电时，采用芯片温度代替石英晶体温度，来计算分频系数。另外，分频电路110可以为整数分频电路或小数分频电路。本实施例通过内置温度采集电路，可以在芯片下电时采集芯片的温度送入分频系数运算电路计算分频系数，从而解决了现有技术在芯片下电时无法得到分频系数，造成无法进行校正的问题。同时由于通过内置温度采集电路采集温度，解决了当芯片下电时无法为外置温度传感器供电，造成无法进行温度采集的问题。并且本实施例中校正所需的分频系数由分频系数运算电路得到，不需要占用MCU资源。进一步地，本实施例的校正电路还可以包括:温度采集控制电路，温度采集控制电路与RTC和内置温度采集电路130连接，用于根据RTC输出的时钟信号，控制内置温度采集电路130采集所述芯片的温度。具体地，温度采集控制电路控制内置温度采集电路130采集温度的时间周期。通过温度采集控制电路，可以使温度采集的时间周期和RTC的时间周期保持一致，从而提高了计时时钟的准确性。实施例二图3为本发明校正电路实施例二的结构示意图，参考图3，在上述实施例一基础上，为了实现芯片上电时的校正，本实施例中的上下电检测电路140还用于检测所述芯片是否上电，校正电路还包括:外置温度采集器160，用于采集所述芯片外部的石英晶体振荡器12中石英晶体的温度；温度选择电路170，与内置温度采集电路130、外置温度采集器160、上下电检测电路140、分频系数运算电路120连接，用于在上下电检测电路140检测到所述芯片下电时，将内置温度采集电路130采集到的所述芯片的温度输出给分频系数运算电路120，在上下电检测电路140检测到所述芯片上电时，将外置温度采集器160采集到的所述石英晶体的温度输出给分频系数运算电路120。具体地，当上下电检测电路140检测到芯片上电时，温度选择电路170选择外置温度采集器160采集到的石英晶体的温度，并送至分频系数运算电路120，分频系数运算电路120根据石英晶体的振荡频率与温度的特性，根据输入温度输出相应的频率偏差，并将所述频率偏差得到的分频系数送至分频电路110中，分频电路110根据所述分频系数对石英晶体振荡器输出的振荡频率进行分频，从而得到一个时钟脉冲，该时钟脉冲输入RTC11。进一步地，RTCll除完成计时工作同时还提供一计时信号给温度采集控制电路150，温度采集控制电路150通过该计时信号控制内置温度采集电路130和外置温度采集器160采集温度。
当芯片下电时，RTCll可以选择外部电池供电，需要说明的是，由于外置温度采集器160由于功耗较大，外部电池通常不能满足其供电。由于内置温度采集电路130为集成在芯片中的电路，电路功耗极小，外部电池可以满足其供电。本实施例在实施例一的基础上，通过上下电检测电路检测到芯片上电时，将外置温度采集器采集到的石英晶体振荡器中石英晶体的温度输出给分频系数运算电路，实现在芯片上电时根据温度进行时钟校正。实施例三图4为本发明校正电路实施例三的结构示意图，参考图4，在上述实施例一基础上，为了实现芯片上电时的校正，本实施例中的上下电检测电路140还用于检测所述芯片是否上电，校正电路还包括:温度偏差运算电路180，分别与内置温度采集电路130、上下电检测电路140、分频系数运算电路120连接；温度偏差运算电路180，用于在上下电检测电路140检测到所述芯片下电时，将内置温度采集电路130采集到的所述芯片的温度输出给分频系数运算电路120，在上下电检测电路140检测到所述芯片上电时，对内置温度采集电路130采集到的所述芯片的温度进行偏差补偿，并将该偏差补偿得到的温度输出给分频系数运算电路120。由于在芯片上电时，芯片内部功耗 较大，导致芯片温度和石英晶体温度存在一定偏差值，因此，本实施例中，在芯片上电时对内置温度采集电路采集到的芯片的温度进行补偿，得到石英晶体的温度，从而可以省去外置温度采集器的成本。进一步地，本实施例的校正电路还可以包括:温度采集控制电路150，温度采集控制电路与RTC和内置温度采集电路130连接，用于根据RTC输出的时钟信号，控制内置温度采集电路130采集所述芯片的温度。在上述任一实施例的基础上，石英晶体的振荡频率与温度的关系如公式(I)所示:F= (Ks* (T-T0) 2+l+C) *32768(I)其中:F为石英晶体在温度T下的振荡频率，单体为Hz。Ks为一系数，和选取的石英晶体相关，本实施例以Ks为-4*10_8/°C 2为例进行说明。Ttl是中心温度，所述中心温度为所述石英晶体的振荡频率和温度关系曲线的中心对称点对应的温度，通常为24.94°C。C为石英晶体在中心温度时的频率和32.768千赫兹的频率偏差，本实施例以C等于O为例。根据公式(I)，将公式(I)中的F减去32768的差值除以32768，得到温度与频率偏差的关系如公式(2)所示:Foffset = Ks* (T-T0) 2+C(2)其中，Ftjffset为石英晶体在温度T下的振荡频率与32768Hz的频率偏差，单位为百万分之一，即温度T时的频率相对于标准振荡频率的频率偏差。在上述实施例中，分频系数运算电路120具体用于，根据预先保存的多个温度和各温度相对于标准振荡频率的频率偏差，获得所述输入温度对应的频率偏差，将所述输入温度对应的频率偏差得到的所述分频系数输出给分频电路110 ;所述中心温度为所述石英晶体的振荡频率和温度关系曲线的中心对称点对应的温度。所述标准振荡频率为石英晶体的振荡频率32768赫兹，即32.768千赫兹。具体地，根据公式2所示的温度与频率偏差的关系，预先将一些温度及该温度对应的频率偏差保存在分频系数运算电路120中。如表I所示，温度-40/89.88对应的频率为32762.4724、对应的频率偏差为-169，表示温度为-40°C和89.88°C时石英晶体的振荡频率均为32762.4724Hz，且-40°C和89.88°C相对于标准振荡频率的频率偏差均为-169。当分频系数运算电路120接收到输入温度时，根据预先保存的表格可直接得到该输入温度该输入温度相对标准振荡频率的频率偏差，如表I中所示，省去运算过程，提高了计算效率；其中，该输入温度可以是外置温度采集器采集到的石英晶体的温度，或内置温度采集电路采集的芯片的温度。表I
权利要求
1.一种校正电路，其特征在于，包括:集成在芯片中的分频电路、分频系数运算电路、内置温度采集电路和上下电检测电路； 所述内置温度采集电路，用于采集所述芯片的温度； 所述上下电检测电路，用于检测所述芯片上电或下电； 所述分频系数运算电路，用于在所述上下电检测电路检测到所述芯片下电时，根据所述内置温度采集电路采集到的所述芯片的温度，计算分频系数，并将所述分频系数输出给所述分频电路； 所述分频电路，用于根据所述分频系数运算电路输出的所述分频系数，向实时时钟提供计时脉冲，以使所述时钟根据所述计时脉冲输出时钟信号。
2.根据权利I所述的校正电路，其特征在于，还包括: 温度采集控制电路，与所述实时时钟和所述内置温度采集电路连接，用于根据所述实时时钟输出的时钟信号，控制所述内置温度采集电路采集所述芯片的温度。
3.根据权利I或2所述的校正电路，其特征在于，所述校正电路还包括: 外置温度采集器，用于采集所述芯片外部的石英晶体的温度； 温度选择电路，与所述内置温度采集电路、外置温度采集器、上下电检测电路、分频系数运算电路连接，用于在所述上下电检测电路检测到所述芯片下电时，将所述内置温度采集电路采集到的所述芯片的温度输出给所述分频系数运算电路，在所述上下电检测电路检测到所述芯片上电时，将所述外置温度采集器采集到的所述石英晶体的温度输出给所述分频系数运算电路。
4.根据权利3所述的校正电路，其特征在于，所述温度采集控制电路还与所述外置温度采集器连接，还用于根据所述实时时钟输出的时钟信号，控制所述外置温度采集电路采集所述石英晶体的温度。
5.根据权利I或2所述的校正电路，其特征在于，还包括: 温度偏差运算电路，与所述内置温度采集电路、上下电检测电路、分频系数运算电路连接，用于在所述上下电检测电路检测到所述芯片下电时，将所述内置温度采集电路采集到的所述芯片的温度输出给所述分频系数运算电路，在在所述上下电检测电路检测到所述芯片上电时，对所述内置温度采集电路采集到的所述芯片的温度进行偏差补偿，将偏差补偿得到的温度输出给所述分频系数运算电路。
6.根据权利要求1至5任一所述的校正电路，其特征在于，所述分频系数运算电路具体用于，根据预先保存的多个温度和各温度相对于标准振荡频率的频率偏差，获得输入温度对应的频率偏差，根据所述输入温度对应的频率偏差得到所述分频系数，并输出给所述分频电路；其中，所述标准振荡频率为石英晶体的振荡频率32768赫兹。
7.根据权利要求6所述的校正电路，其特征在于，所述预先保存的多个温度均大于所述中心温度，或均小于所述中心温度，其中所述中心温度为所述石英晶体的振荡频率和温度关系曲线的中心对称点对应的温度；所述分频系数运算电路包括:比较电路、温度对称电路、多路选择电路、查表电路和插值运算电路； 所述比较电路，用于比较所述输入温度和所述中心温度的大小； 所述温度对称电路，用于计算与所述输入温度关于所述中心温度对称的温度； 所述多路选择电路，与所述比较电路、温度对称电路、查表电路连接，用于若所述输入温度大于所述中心温度且所述预先保存的多个温度均小于所述中心温度，或所述输入温度小于所述中心温度且所述预先保存的多个温度均大于所述中心温度时，将所述对应的温度输出给所述查表电路，否则将所述输入温度输出给所述查表电路； 所述查表电路，与所述多路选择电路和插值运算电路连接，用于根据接收到的温度在预先保存的多个温度和各温度相对于所述标准振荡频率的频率偏差查找，将与所述接收到的温度相关的两个温度相对于所述标准振荡频率的频率偏差输出给所述插值运算电路； 所述插值运算电路，与所述查表电路和分频电路连接，用于根据所述查表电路输出的所述两个温度相对于所述标准振荡频率的频率偏差，进行插值运算，得到所述输入温度对应的频率偏差，根据所述输入温度对应的频率偏差得到所述分频系数，并将所述分频系数输出给所述分频电路。
8.根据权利要求1至7中任一所述的校正电路，其特征在于，所述分频电路为小数分频电路。
9.一种校正电路，其特征在于，包括:温度采集模块、分频系数计算模块和小数分频电路； 所述温度采集模块，用于采集温度； 所述分频系数计算模块，与所述温度采集模块连接，用于根据所述温度采集模块采集到的温度，计算分频系数，并将所述分频系数输出给所述小数分频电路； 所述小数分频电路，与所述分频系数计算模块和石英晶体振荡器连接，用于根据所述分频系数，对所述石英晶体振荡器输出的频率进行小数分频，得到实时时钟的计时脉冲。
10.根据权利要求9所述的校正电路，其特征在于，所述小数分频电路包括两级西格玛-德尔塔Σ - Λ调制器电路 和整数分频器，所述整数分频器的分频参数包括327和328 ； 所述两级Σ - Λ调制器电路，与所述分频系数计算模块连接； 所述整数分频器，与所述两级Σ -Λ调制器电路和振荡电路连接，用于在第二级Σ -Λ调制器电路输出结果大于O时，用分频参数328对所述石英晶体振荡器的输出脉冲进行328分频；在第二级Σ -Λ调制器电路输出结果小于或等于O时，用分频参数327对所述石英晶体振荡器的输出脉冲进行327分频。
11.一种实时时钟电路，其特征在于，包括:石英晶体振荡器、实时计时和，如权利要求1至8任一所述的校正电路或如权利要求9或10所述的校正电路。
全文摘要
本发明提供一种校正电路及实时时钟电路。该校正电路包括集成在芯片中的分频电路、分频系数运算电路、内置温度采集电路和上下电检测电路。所述内置温度采集电路，用于采集所述芯片的温度；所述上下电检测电路，用于检测所述芯片是否下电；所述分频系数运算电路，用于在所述上下电检测电路检测到所述芯片下电时，根据所述内置温度采集电路采集到的所述芯片的温度，计算分频系数，并将所述分频系数输出给所述分频电路；所述分频电路，用于根据所述分频系数运算电路输出的所述分频系数，向实时时钟提供计时脉冲。本发明提供的校正电路及实时时钟电路，以解决现有技术校正电路在在芯片下电时不能工作的问题，并提高计时电路的精度。
文档编号G06F1/14GK103116385SQ20131006706
公开日2013年5月22日 申请日期2013年3月1日 优先权日2013年3月1日
发明者刘锦秀, 郭书苞, 李定 申请人:华为技术有限公司