如何用单片机做一个高精度的时间钟的具体方案与实现方法

理论上

只要是用晶振作为时基的单片机时间钟，在常温下做到日差1秒之内，甚至更精准是应该极易达成的。

只是许多人并不知道如何达成这个目标的方案。

而且市面很多带单片机的产品中，时间都做不准，这绝对是设计问题。例如：笔者车子上的时钟日差有10秒多。

一般大多数人所设计的定时器时常，是根据晶振标出的数据（如12M）计算而成的，固定不变，设计呆板。但普通晶振的实际振荡频率是不可能与标出的数据完全相同的，例如：12.00043M，11.99985……，这个误差必然积累，所以时钟就不准了。另外绝大多数设计也没有考虑微调方案，对于日差几秒无法控制。

日差1秒要求的精准是：1秒/（24小时*60分*60秒），对应12M晶振；当频率是12.000014M或11.999986M，日差就有1.2秒。可见用普通晶振做的时间钟，如果不采取修正措施，会因精度不够，时钟日差10多秒是很普遍的。

在笔者设计的有单片机时间产品中，随机取10个，同时上电，3天后再看时钟，它们之间的最大时间误差，一般都不会超出1秒（普通晶振，不联网）。许多产品月差在1秒之内。

1、实现方法：

1）将时间的定时中断时常数做成可修正的，且加入微调常数，定时时常数与微调时常数在FLASH中取得。微调时常数用于修正时常数的小数点之后的部分。

2）程序可以对某端口输入的秒脉冲再进行计算，并据之修正定时器的时常数，以及微调常数，并存入FLASH中。达成利用外部精准脉冲源对时钟进行校准的目的，说白了，就是用外校消除普通晶振的个体差异。同时程序也可以输出自己的秒脉冲，这样就可以达成产品之间的互校。

3）选择一个产品，对其时钟进行精确校准（这需要外部精准的时钟源。如果手中没有，可以多花点时间，用手机、电视、广播上的报时进行校准），这样就可以将它做成一个自己的【标准秒脉冲时钟源】。

4）产品出货前，用自己的【标准秒脉冲时钟源】校一下（将输出的标准秒脉冲送入其它产品的校准端口，让其它产品自动完成定时器时常数及微调常数的修正。）

如此处理，时间钟的精度就取决于晶振的稳定度，而不是精度。而晶振的稳定度普遍可以达到PPM级，当环境温度变化不大时，极易保证《11.57PPM，这就达成了日差小于1秒的目的。

2、产品相关时间基准的程序：

（只提方案，不提程序代码）

1）将端口输入的秒脉冲与本体的晶振频率进行比对，计算出定时器的时常数与微调时常数（只做一次即可，计算结果保存到FLASH了，其最初值是按晶振的标称值计算确定的）。

2）时间微调补偿。

3）秒脉冲输出（用于互校，可以放弃不写）。

要点：定时器的时常数不是程序直接赋值，而是从FLASH中调取的。
编辑：lyn