家用设备的实时时钟及实现这种时钟的方法

家用设备的实时时钟及 实现这种时钟的方法

本发明涉及具有接收电视信号能力的家用设备的实时时钟，尤其涉及VCR(盒式磁带录音机)的实时时钟和实现此类时钟的方法。

当今每个VCR的特征是都具有定时录像用的时钟。此时钟应当尽可能精确，使得已编程的定时录像可以在家用提供的正确时间开始和结束。

有若干种实现此类时钟的方法。一种方法是例如利用VCR的微控制器所需的部件一16MHz石英晶体振荡器。但是此种16MHz石英晶体振荡器表现出有频率容差，使得实现实时时钟的此种石英晶体振荡器引起精度问题。因此所得到的实现时钟并不表示正确时间，即，实时时钟的精度会改变。克服该问题的方法是通过使用微调电容器来把振荡器频率调整到可接受范围，使得能达到24小时内一秒钟的精度。但是这种微调电容器导致较高的成本，其电容量还必须随实际的振荡器频率而调节。

第4,582,434号美国专利示出了已修正时间的、连续更新的时钟，其中所述时钟自动扫描数个发送已编码RF(射频)定时信号的RF频率并且定期确定内部定时器和接收的RF定时信号的定时差别。这样的一些RF定时信号以原子钟为基础，由与一主控标准原子钟同步的各种无线电频率发射台提供。但是这种已修正时间的、连续更新的时钟需要扫描所述RF信号用的附加电子电路，因此在家用设备中使用它成本较高。

因此本发明的目的是为能接收电视信号的家用设备提供高精度和成本较低的实时时钟。

本发明是为能接收电视信号的家用电子设备提供时钟，所述家用电子设备具有微处理器和振荡器，所述振荡器具有理想振荡频率(T)和实际振荡频率(F)，其特征在于：把振荡器的实际振荡频率(F)与接收信号的时序作比较，以计算实际频率的准确值并且根据所述计算对振荡器的振荡次数进行修正。换言之，以下列方式确定一段时间间隔。此时间间隔是包含在电视信号中的周期信号的整数周期。此种周期信号可以是例如行同步信号或垂直同步信号或电视信号携带的任何周期信号。假定所述振荡器具有理想频率，如果用内部振荡器测得的时间，即，在所述时间间隔中计数的所述振荡器的振荡次数，大于由电视信号的周期数测得的实际时间，这种情况属于振荡器的实际周期大于理想周期，则每当到达所述的实际振荡次数时通过不计及所述振荡器的整数振荡次数来进行修正。如果情况相反，则每当到达该实际振荡数时，将整数个计数值加到实际计数值上。当然，所述时间间隔必须足够大，使其与用实际振荡器测得的时间之差至少为实际振荡器的一个振荡周期。一般该间隔足够大，使差值为整数个周期。

在本优选实施例中，把振荡器的实际振荡频率与电视图像的垂直同步的同步信号作比较。

本发明的优点是不需要检测RF定时信号用的额外电路，因为例如在VCR中同步信号是固有存在的，而且作比较用的同步信号的精度已足够高。一般说，精度足够高的任何信号，例如图文电视信号、可视图文信号，以及与电视信号一起发送的或用另一方式接收的任何其他信号，都可以使用。

按照本发明的设备比先有技术的设备更为简单。它不包括调整内部振荡器频率用的电容器，也不包括提取计时用信号的具体电路。按照本发明的设备用设备已有的微处理器的一个输入端来接收从内部振荡器来的脉冲，而用另一输入端来接收从本设备另一已有电路来的脉冲，所述电路是指从电视信号中提取包含在所述信号中的同步信号的电路。

振荡器最好是具有16MHz理想振荡频率的石英晶体。如前所述，这样的振荡器通常工作在一稍有不同的实际振荡频率上。

为了计算实际时间，在以理想振荡器频率为基础的刚过去的时间间隔的结束时刻把所述刚过去时间间隔的时间量(数值)加到以前时间间隔之和上。间隔的结束时刻用振荡器的实际频率确定。为了补偿不同实际振荡频率的影响，如果与理想振荡器频率相比，实际振荡器频率太低，则给以前间隔之和加上额外的间隔，因为在此情况下由该时钟给出的计数值低于在该实际振荡器具有理想频率时理应给出的计数值。如果与理想振荡器频率相比，实际振荡器频率太高，则开始(set out)增加固定数目间隔的时间间隔。

为了加上或跳过正确数目的额外间隔，用以下关系式生成一参数k：k=B/(B-A)=F/(F-T)其中B是用实际振荡器频率测出的规定数目同步脉冲的测定时间，A是基于同步脉冲持续时间的规定数目的同步脉冲的理想时间。

为了计算实际时间，即进行实际振荡器频率的修正，如果k的符号为负，则在k个间隔之后加上实际间隔和额外间隔的时间量，或者，如果k的符号为正，则在k个间隔之后跳过实际间隔、即正常间隔的增加。

为了k的测量和计算，最好使用80个垂直同步脉冲。此外，所述规定间隔为512μs长，但是根据需要可选择不同长度。

此外，本发明利用软件来补偿振荡器的容差，该软件具体在VCR或TV的微处理器中实现，因此微调电容器可以用成本较低的芯片电容器替代。

现在参照附图来说明本发明的优选实施例。

图1是伺服中断程序的流程图，以及图2是测量和计算修正因子k用的例程的流程图。

在对各图作详细说明之前，先来说明本发明的基本概念。所使用的微控制器具有基于时间的计数器和测量时间用的捕获寄存器。为了测量某些事件的周期，从上一次捕获的基于时间的计数器值减去新捕获的基于时间的计数器值。

基于时间的计数器的分辨率、从而捕获值，随微控制器的工作频率(在本情况下为16MHz)而变化。但是，捕获寄存器分辨率及捕获值的乘积总是代表实际时间。例如：(ⅰ)如果理想振荡器频率为1Hz，则分辨率r1=1s。因此在二秒之后，捕获值为：c1=2。

(ⅱ)如果实际振荡器频率为2Hz，则分辨率r2=1/2 Hz=0.5s。在二秒之后捕获值为：c2=4。

因此分辨率与摘获值的各个乘积总是相同并代表着实际时间。即：c1×r1=c2×r2。

在使用16MHz理想振荡器频率的本实施例中，伺服中断每512μs(=213/16MHz)发生一次，它调用REALCLCK软件例程来计算实时时钟。在24小时中，对实际时钟软件例程的调用将是24×60×60s/512μs=168750000次。但是，如果实际振荡器频率F偏离理想频率T(在本优选实施例中T=16MHz)，则伺服中断将是每1/F×213s发生一次。因此在24小时中调用该实际时钟软件例程的次数将大于或小于168750000次，所得的时钟不是较快就是较慢。

为了获得准确时钟，必须准确地调用REALCLCK软件例程168750000次。为此当振荡器频率不是准确地为16MHz时，必须更频繁或更不频繁地调用REALCLCK软件例程，以补偿差别，使得对REALCLCK软件例程的总调用次数为168750000。为达到此目的，进行以下计算：振荡器的实际频率是F。则伺服中断间隔t为：t=213/F秒(213取决于捕获寄存器)在24小时中对REALCLCK软件例程的调用次数为：s=24×60×60/t因此，调用次数之差d为：d=s-168750000次即，可以定义一系数k为：k=s/d=F/(F-16MHz)其中每k次必须或多或少进行一次调用。

图1表示所谓的“伺服软件”，其中用一计数器来保持对伺服中断次数的跟踪。在本优选实施例中，中断每t=213/F秒发生一次。当该计数器到达k时，计数器复位，根据因子k的符号，调用或跳过额外的REALCLCK软件例程。换言之，或者加上额外的时间量，或者跳过实际时隔的增加。

图1表示上述例程的流程图。在步骤0的“开始”之后，保持对伺服中断次数跟踪用的计数器在步骤1中递增1。步骤2把计数器的实际值与值k比较。如果计数器的值等于值k，则在步骤3计数器复位。如果比较结果为“否”，则程序前进到步骤6。在步骤4检查k的符号。如果k的符号为正，则程序返回到步骤1。如果符号为负，则程序前进到步骤5去调用例程REALCLCK，对该例程不作详细说明，它只是通过将一额外间隔加到以前各间隔之和上来计算实际时间。然后程序前进到步骤6，再次调用例程REALCLCK。当结束步骤6时，程序返回到步骤1。

以下，给出数值k的计算：从众所周知的关系式：时间=(理想摘获值A)×(理想分辨率)=(测得捕获值B)×(测得分辨率)该公式读作：A/16MHz=B/F或F=(B/A)×16MHz

以及k=F/(F-16MHz)得到下式：k=(B/A)×16MHz/((B/A)×16MHz-16MHz)k=(B/A)/(B/A-1)=B/(B-A)因此：k=测得的数值/差值图2表示计算k值所用的程序的流程图，该程序在本优选实施例中使用80个同步脉冲的量，包括以下各步：步骤11：利用VCR的微控制器(未示出)的捕获寄存器来定义第一个同步脉冲的时刻t0；步骤12：利用所述微控制器的捕获寄存器来测量同步脉冲的时刻t80(第80个垂直同步脉冲的时刻)；步骤13：测量80个垂直脉冲的时间，通过形成差t80-t0来计算t80和t0之差B；步骤14：把80个同步脉冲的理论时间值A与步骤13的结果比较，给出因子k=B/(B-A)；步骤15：把k的值存储在存储器中，使之能用在图1的伺服中断例程中以补偿对时钟的计算。