[发明专利]可实现模块之间时间同步的装置及其时间同步实现方法

说明书

本发明公开了可实现模块之间时间同步的装置，包括第一模块和第二模块，第一模块包括第一MCU和时钟芯片，第二模块包括第二MCU，其中，时钟芯片通过I2C总线分别与第一MCU和第二MCU通信；第一MCU的I/O端口通过第一防冲突信号线与第二MCU的外部中断端口连接，第二MCU的I/O端口通过第二防冲突信号线与第一MCU的外部中断端口连接。本发明还公开了一种能够实现两个模块之间时间同步的方法。由于两个模块读取的是同一块时钟芯片提供的时钟信息，因此两个模块的时间完全同步，从而使得采用该两个模块的装置不会发生因为时间不同步而引起的数据异常。

技术领域

本发明涉及可实现模块之间时间同步的装置及其时间同步实现方法。

背景技术

现有的电力能效监测终端主要由主控模块91、交流采样模块92、显示模块93、通信模块94和电源模块95等组成，其原理框图如图1所示。主控模块91是电力能效监测终端的核心，主要负责协调和控制其他模块的工作，对各类数据和事件进行处理，完成通信协议，与控制中心进行联络。主控模块91包括了MCU911、时钟芯片912和其它元器件，主控模块91与其它模块通过UART口进行通信，传递各类数据，还可以通过UART口向其他模块定时发送对时命令，用于进行时间同步。交流采样模块92是一个独立的功能模块，主要完成对三相电压和三相电流的模拟量采集，进而计算出电压有效值、电流有效值、功率、电量、谐波等数据，它主要包括MCU921和计量芯片922，为了降低成本，其时钟是通过软时钟方式来实现的，也就是借用MCU921内部的定时中断通过软件来完成。它接收主控模块91定时发送的对时命令来进行时间的同步。显示模块93主要由LCD液晶显示屏或LED指示灯组成，主要用来显示终端运行的各类参数和数据以及各种运行状态、通信状态、报警状态等等。通信模块94的主要作用是与控制中心进行数据交换，将终端生成的数据上报给控制中心，下发控制中心的各种参数及命令，通信模块94的通信方式包括有线通信和无线通信两种。电源模块95主要是为各个模块提供所需的直流电源。

对于具有时钟的功能模块而言，所有的定时任务处理、数据曲线和历史报表的生成都依赖于模块中的时钟。如果各个模块中的时间不同步，则很容易造成异常数据和情况的发生。举例而言，同一个电力能效监测终端里的主控模块和交流采样模块一旦时间相差很大，那么主控模块里的功率曲线和交流采样模块里的功率曲线将会出现很大的偏差。目前，引起同一装置中的各个模块的时间不同步的原因主要有以下几个方面：

1、时钟方式不同

时钟的产生主要有硬时钟和软时钟两种方式。硬时钟主要是采用专用的时钟芯片来实现，它的优点是误差小，断电可以继续保持运行，但缺点是成本较高。软时钟主要是通过软件来实现MCU内部的定时中断，它的优点是成本低，但缺点是精度无法保证，断电不能继续保持运行。在装置的主要模块（例如主控模块）里，常常采用硬时钟方式，在其它模块（例如交流采样模块）里，为了节省成本，常常采用软时钟方式。这两种不同的时钟来源给模块之间的时间同步带来了困难。

2、时钟累计误差

由于时钟误差是累积误差，再精确的时钟随着时间的累积，误差也会越来越大，这也是造成时间不同步的一大原因。

3、缺乏合理的同步机制

目前防止各个模块之间时间不同步的主要手段是定时对时，也就是把一个模块（比如主控模块）的时间作为基准，由这个模块定时地对其他模块进行统一对时，这样理论上可以实现时间的同步，但实际上存在着一定的缺陷，比如对时命令如果因为某些原因没有被对方模块接收到，则可能造成时间的不同步；又比如更换了某一个模块，新换上的模块因为没有及时收到对时命令，而可能与其它的模块时间不同步。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种可实现两个模块之间时间同步的装置。

本发明所要解决的又一技术问题在于提供一种能够实现两个模块之间时间同步的方法。