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(国电南京自动化股份有限公司，南京 210003)

AVR微控制器的多CPU共享高精度实时时钟系统

付国新，江晓亮

(国电南京自动化股份有限公司，南京 210003)

基于AVR微控制器设计了一种高精度、稳定准确的实时时钟系统，多CPU通过高速SPI总线共享时钟信息，给出了硬件系统的设计方法和软件系统的设计流程，该设计已经在电力系统故障录波装置中成功应用，具有一定的推广价值。

AVR微控制器；SPI总线；TWI总线；IRIGB码

引 言

在电力系统中，几乎所有自动化装置都需要有一个高精度、高分辨率的实时时钟，尤其是电力系统故障录波装置，时戳的分辨率至少为30.517 5 μs，而且能接收GPS装置的对时。一般时钟芯片的分辨率最多到0.1 s。如果需要分辨到μs级，就需要CPU维护一个μs级的定时器，这样既消耗CPU资源，又对多任务系统下的操作系统造成负担。随着对电力系统故障录波装置采集数据时戳的精度和分辨率要求越来越高，对时钟系统的设计要求也越来越高。本文设计的基于AVR微控制器多CPU共享高精度时钟系统针对以上技术的发展和需求，提出在嵌入式装置下，高精度、高分辨率实时时钟模块化设计思想，把系统的时钟放在一个廉价的高速微控制器上实现，由它来维护一个分辨率为30.517 5 μs的实时时钟，同时把与GPS所有的对时方式集中设计到该模块中，为其他CPU提供一个标准的SPI接口，由SPI给各个CPU提供统一的时钟，同时提供一个I2C接口，主CPU可修改模块上的时钟芯片,从而满足实际应用中对录波装置或其嵌入式装置高精度、高分辨率的时钟要求。……