一种时钟控制器和时钟制造技术

本发明专利技术公开了一种时钟控制器和时钟，时钟包括时钟控制器、传动轮系和指针，时钟控制器包括控制单元和接口单元，控制单元包括MCU、母钟时钟电路和校时信号接收模块，接口单元包括走时脉冲发生电路、电机驱动电路、步进电机、LCD驱动电路、LCD显示装置、输入单元、以及与MCU通过地址和数据总线连接的CPLD。CPLD扩展MCU的接口，使得时钟控制器和时钟可利用的资源更加丰富；CPLD分担MCU的处理任务，简化了软件设计的复杂程度，提高了响应速度；通过CPLD取代大量分离的IC器件，有利于减少时钟控制器和时钟的器件，从而减少了故障点，减低了故障隐患，减少了功耗，提高了稳定性和可靠性。

A clock controller and clock

The invention discloses a clock controller and clock, the clock comprises a clock controller, drive train and pointer clock controller comprises the control unit and the interface unit, the control unit comprises a signal receiving module, MCU clock clock circuit and timing, interface unit includes a pulse generating circuit, when the motor drive circuit, stepping motor, LCD driver circuit, LCD display device, input unit, and the address and data bus connection between the CPLD and the MCU. CPLD extended MCU interface, clock and clock controller makes available resources more abundant; CPLD share the processing task MCU, simplifies the complexity of software design, improve the response speed; IC device to replace a large number of separated by CPLD, to reduce the device clock and clock controller, thereby reducing the fault point, reduce the hidden fault, reduce power consumption and improve the stability and reliability.

【技术实现步骤摘要】
一种时钟控制器和时钟
本专利技术涉及计时控制领域，更具体地说，涉及一种时钟控制器和时钟。
技术介绍
现有的特种钟表一般由两部分组成：控制器和机心。控制器也称作母钟，是以微控制器(MCU)为核心的时钟控制单元，负责电源管理、母钟计时、母钟校时、母钟时间显示、外部输入控制、电机控制及驱动信号的生成、子钟与母钟同步、以及报时管理等等。机心也称作子钟，由电机、传动轮系、指针组成，用于指示当前的母钟时间。这种时钟控制器系统结构如图1所示，是以MCU为唯一核心控制单元的星型控制结构，MCU承担了大量的数据处理任务，如母钟计时、外部输入的处理以及电机驱动信号的生成等等，系统需要通过频繁的中断来处理各个任务，使得软件设计复杂、故障隐患大、响应速度也大打折扣、稳定性和可靠性相对较差。频繁的维护工作也给钟表的用户带来了很大的困扰，因此设计一款稳定性好，可靠性高，易于维护的时钟控制器就很有必要了。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中以MCU为唯一核心控制单元，MCU承担大量的数据处理任务，使得软件设计复杂、故障隐患大、响应速度也大打折扣、稳定性和可靠性相对较差的缺陷，提供一种时钟控制器和时钟，采用微控制器(MCU)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)构成的双核心架构，利用CPLD扩展MCU的接口并分担了MCU的处理任务，使得可利用的资源更加丰富，简化了软件设计，降低故障隐患，提高了响应速度、稳定性和可靠性。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是：提供一种时钟控制器，包括控制单元和接口单元，所述控制单元包括微控制器以及分别与所述微控制器连接的母钟时钟电路和校时信号接收模块，所述接口单元包括走时脉冲发生电路、电机驱动电路、步进电机、LCD驱动电路、LCD显示装置、输入单元、以及复杂可编程逻辑器件；所述复杂可编程逻辑器件通过地址总线和数据总线与所述微控制器连接，用于接收所述走时脉冲发生电路输出的走时脉冲信号，生成脉冲序列输出所述电机驱动电路，以使所述电机驱动电路驱动所述步进电机转动；所述复杂可编程逻辑器件还用于接收所述微控制器的指令并输出给所述LCD驱动电路，以使所述LCD驱动电路驱动所述LCD显示装置显示相应的内容；所述复杂可编程逻辑器件通过所述输入单元接收设置信号以及控制命令并输出给所述微控制器。优选地，所述输入单元包括键盘模块。优选地，所述输入单元还包括无线遥控输入模块。优选地，所述设置信号包括母钟时间和报时时段。优选地，所述控制单元还包括报时模块和有源音箱；当母钟时间到达设置的报时时间时，所述微控制器控制所述报时模块输出音频信号并通过所述有源音箱播放。优选地，所述控制单元还包括：交流电掉电检测模块，其获取当前交流电状态，当交流电有电时输出高电平到所述微控制器，当交流电掉电时输出低电平到所述微控制器。优选地，所述控制单元还包括：掉电数据保护模块，用于在所述微控制器接收到所述交流电掉电检测模块输出的低电平时，保存此时的母钟时间、掉电标志位以及关键数据。优选地，所述控制单元还包括：位置反馈模块，其与所述微控制器连接，用于判断子钟时间是否与母钟时间同步，在两者不同步时，所述微控制器将调整子钟时间与母钟时间同步。提供一种时钟，所述时钟包括上述任一项的时钟控制器，由所述步进电机驱动的传动轮系，以及与所述传动轮系连接的指针。本专利技术的时钟控制器和时钟具有以下有益效果：采用MCU和CPLD构成的双核心处理架构，利用CPLD扩展MCU的接口，使得时钟控制器和时钟可利用的资源更加丰富；利用CPLD分担MCU的处理任务，简化了软件设计的复杂程度，提高了响应速度；另一方面，通过CPLD取代大量分离的IC器件，有利于减少时钟控制器和时钟的器件，从而减少了故障点，减低了故障隐患，减少了功耗，提高了稳定性和可靠性。附图说明图1为现有的时钟控制器系统的星型控制结构图；图2为本专利技术的时钟控制器第一实施例的功能框图；图3为本专利技术的时钟控制器第二实施例的功能框图；图4为本专利技术的时钟控制器的网络控制结构图；图5为本专利技术的时钟一实施例的功能框图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步的解释说明。图2为本专利技术的时钟控制器第一实施例的功能框图，如图2所示，在本实施例中，本专利技术的时钟控制器包括控制单元1和接口单元2，其中，控制单元1包括微控制器(MCU)10、母钟时钟电路11以及校时信号接收模块12。接口单元2包括走时脉冲发生电路20、电机驱动电路21、步进电机22、LCD驱动电路23、LCD显示装置24、输入单元25、以及复杂可编程逻辑器件26。在本实施例中，MCU10作为控制单元1的核心，用于管理和监控所有的外围功能模块。母钟时钟电路11由包含内部晶振的可读写的实时时钟芯片及外围电路组成，通过I2C串行总线与MCU10通信，为时钟控制器提供母钟时间。校时信号接收模块12接收通过有线或无线传输的标准时间信号，MCU10将接收到的标准时间信号解码后写入到母钟时钟电路11，完成对母钟时间的校准。CPLD26是接口单元2的核心，通过地址和数据总线与MCU10互连，不但拓展了MCU10外围接口的数量，而且分担了驱动步进电机22的任务。走时脉冲发生电路20包括高频晶振，用于产生走时脉冲并输出CPLD26，CPLD26通过其内部的分频电路和时序逻辑电路将走时脉冲生成脉冲序列输出电机驱动电路21。电机驱动电路21对脉冲序列进行放大和处理后输出步进电机22，以驱动步进电机22转动。CPLD26内含的分频电路和时序逻辑电路可以根据走时脉冲发生电路20输出的走时脉冲产生不同频率的脉冲序列，其中低频脉冲用于走时子钟驱动，高频脉冲用于追时子钟驱动。CPLD26内部还包含地址译码器和锁存器，配合地址总线给与其连接的每个功能模块分配一个地址：LCD数据端口，LCD命令端口，步进电机控制端口，输入单元端口。当MCU10需要访问者这几个功能模块式时，向对应的地址读写数据即可。LCD驱动电路23和LCD显示装置24共同完成母钟时间、母钟状态、及用户当前操作的显示。其中，用户的操作通过输入单元25输入。MCU10将指令发送到LCD命令端口的地址，将数据发送到LCD数据端口的地址，实现控制LCD显示装置24的显示内容。例如，MCU10将显示母钟时间的指令发送到LCD命令端口的地址，将母钟时间发送到LCD数据端口的地址，实现控制LCD显示装置24的母钟时间。输入单元25用于接收设置信号以及控制命令，设置信号包括设置母钟时间以及报时时段，控制命令包括步进电机控制命令，校时控制命令。参见图3，输入单元25可以通过键盘模块251实现，使用者通过键盘模块251设置母钟时间以及输入控制命令。输入单元25也可以通过无线遥控输入模块252来实现，无线遥控输入模块252可以由红外输收发模组组成，实现控制命令的远程输入，以便于安装调试。另外，输入单元25可以通过键盘模块251和无线遥控输入模块252来实现。当输入单元25包括无线遥控输入模块252时，控制命令还可以包括无线开关控制命令。在本实施例中，MCU10和CPLD26通过地址总线和数据总线互连，MCU10以访问外部存储器的方式访问CPLD26，通过读某一地址数据的方式接收外部输入信号，通过向外部地址写数据的方式向外围器件发出控制命令；CPLD26利用走时脉冲发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种时钟控制器，包括控制单元(1)和接口单元(2)，所述控制单元(1)包括微控制器(10)以及分别与所述微控制器(10)连接的母钟时钟电路(11)和校时信号接收模块(12)，其特征在于，所述接口单元(2)包括走时脉冲发生电路(20)、电机驱动电路(21)、步进电机(22)、LCD驱动电路(23)、LCD显示装置(24)、输入单元(25)、以及复杂可编程逻辑器件(26)；所述复杂可编程逻辑器件(26)通过地址总线和数据总线与所述微控制器(10)连接，用于接收所述走时脉冲发生电路(20)输出的走时时钟信号，生成脉冲序列输出给所述电机驱动电路(21)，以使所述电机驱动电路(21)驱动所述步进电机(22)转动；所述复杂可编程逻辑器件(26)还用于接收所述微控制器(10)的指令并输出给所述LCD驱动电路(23)，以使所述LCD驱动电路(23)驱动所述LCD显示装置(24)显示相应的内容；所述复杂可编程逻辑器件(26)通过所述输入单元(25)接收设置信号以及控制命令并输出给所述微控制器(10)；所述复杂可编程逻辑器件(26)配合地址总线给与其连接的每个功能模块分配一个地址，所述微控制器(10)通过向对应的地址读写数据来实现访问相应的功能模块。...

【技术特征摘要】
1.一种时钟控制器，包括控制单元(1)和接口单元(2)，所述控制单元(1)包括微控制器(10)以及分别与所述微控制器(10)连接的母钟时钟电路(11)和校时信号接收模块(12)，其特征在于，所述接口单元(2)包括走时脉冲发生电路(20)、电机驱动电路(21)、步进电机(22)、LCD驱动电路(23)、LCD显示装置(24)、输入单元(25)、以及复杂可编程逻辑器件(26)；所述复杂可编程逻辑器件(26)通过地址总线和数据总线与所述微控制器(10)连接，用于接收所述走时脉冲发生电路(20)输出的走时时钟信号，生成脉冲序列输出给所述电机驱动电路(21)，以使所述电机驱动电路(21)驱动所述步进电机(22)转动；所述复杂可编程逻辑器件(26)还用于接收所述微控制器(10)的指令并输出给所述LCD驱动电路(23)，以使所述LCD驱动电路(23)驱动所述LCD显示装置(24)显示相应的内容；所述复杂可编程逻辑器件(26)通过所述输入单元(25)接收设置信号以及控制命令并输出给所述微控制器(10)；所述复杂可编程逻辑器件(26)配合地址总线给与其连接的每个功能模块分配一个地址，所述微控制器(10)通过向对应的地址读写数据来实现访问相应的功能模块。2.根据权利要求1所述的时钟控制器，其特征在于，所述输入单元(25)包括键盘模块(251)。3.根据权利要求2所述的时钟控制器，其特征在于，所述输...

【专利技术属性】
技术研发人员：巫玲坚，鲍贤勇，曾庆宇，
申请(专利权)人：深圳市飞亚达科技发展有限公司，飞亚达集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44