时钟源自动管理电路的利记博彩app与工艺

本发明涉及一种提供时钟源的电路，尤其是一种适用于引信控制专用电路的时钟源自动管理电路。

背景技术：
随着信息化要求的不断提高，电子技术越来越多地被用于引信结构中，使得引信逐渐由机械式引信为主发展到以非接触式的电子引信为主，为实现引信功能而设计的控制专用电路成为了引信的控制核心单元，使得引信的功能和应用越来越有效、灵活。引信控制专用集成电路因为具有小体积、低功耗、高可靠性等特点，不仅可作为高时间精度、高可靠性的定时自毁控制器件，也可作为电子引信的控制核心，实现引信的目标探测、逻辑处理、目标攻击、定时自毁及自失能等功能。采用控制专用集成电路是实现长延时定时引信功能的最好方法。延迟时间由时钟信号振荡频率和分频级数确定。同样，根据延迟时间和分档需要，还可以设计出不同时钟频率和分频倍数的计时电路，从而满足引信各种不同定时时间的需要。从引信使用环境分析，引信控制集成电路有以下几方面的要求，由于定时时间可能很长，几天或几个月都有可能，而设备的电源有限，这样就要求一是功耗要低，二是定时精度要高，否则经过长时间的漂移，累积误差越来越大，造成功能离散性太大而无法使用。此外引信使用的环境千差万别，其中很特殊的一个方面是要能承受高过载。如弹药受膛内惯性力的作用，出膛瞬间过载达到8000-15000g。如果用于侵彻弹药的引信，在工作过程中需要承受更高的过载，甚至可能达到30000-50000g。在这种环境下首当其冲受影响的就是时钟源，高精度、低功耗和耐高过载是面临的主要问题。因此引信控制集成电路最核心的一个技术就是时钟源本身的设计与时钟源的管理。集成电路中时钟源的实现有多种方法。RC振荡器结构简单，稳定性高，使用灵活，尤其承受过载的性能很好，但是其温度特性不高，如果要提高温度特性，必须进行温度补偿，增加更多的结构，相应的功耗增大。若采用晶体振荡实现分频式延时，误差极小，简单可靠、定时精确高，但是晶体振荡器由于内部的石英本身可靠性有限，在冲击和一定过载和振动情况下会造成损伤，严重时影响功能。如专利号为200820157771.1的专利《一种时钟产生电路》，其设计包括基准电路、充放电电流产生电路、充放电时钟产生电路、基准电压电路。这个专利能够改善时钟频率随温度变化大的问题，但是这个专利的结构比较复杂，内部用了很多晶体管和电子，不可避免会带来比较大的功耗，主要用于电能计量领域，不适合低功耗引信控制电路。专利号为200320111039.8的专利《全数字温度补偿晶体振荡器单片集成块》，其主要用于通讯领域中的数字温度补偿振荡器，由温度传感器、AD/DA转换器、存储器、串并转换及控制器、缓冲器、数字滤波器、分频器、稳压器、变容管、晶体谐振器等组成，它用数字电路将温度变化转换成电压变化，再经过温度补偿由电压变化自动稳定晶体频率，达到温度补偿的目的。虽然这种结构具有温度－频率特性好，体积小，功耗低等优点，但是由于内部集成了较多的模块，并且还有AD、DA这种单元，模块种类多而复杂，不适合引信时钟源高可靠性的要求。片上振荡器也是近年来发展的一种结构，工艺兼容性是一个主要问题，通常会用到高精度的电阻等，当然也有与大规模集成电路工艺兼容的，如公开号为CN202889288U的专利《基于CMOS工艺实现的高精度片上时钟振荡器》，采用频率电压转换电路、积分电路、压控振荡器形成闭环控制振荡回路，从而减小工艺偏差的影响。采用电流自动修调，温度补偿电流源，保证了较好的温度特性。但是这种结构一经工艺加工，频率便确定了，无法进行更改，需要其他的频率，则要重新设计，成本高。目前许多单片机内部的时钟均有晶体振荡器和RC振荡器，或者片上的振荡器，有些是共用的2-3个引脚，有的是分别独立引出引脚，但是不论哪种情况，在一种应用环境时只能选择其中之一，接了晶体只能用晶体振荡源，接了RC只能用RC振荡源。如果选择了使用片上的振荡源，那么外部的晶体和RC振荡都不能再用，在使用的过程中不能进行转换。上述各种振荡方案都只能满足引信对振荡源的某个要求，不能满足引信使用环境对其控制集成电路振荡源的全部要求。而引信的使用环境决定了不同振荡源的管理必须自动进行，绝不可人为操作。因此，需要设计一种新的时钟源自动管理电路，使其能够自动切换而为引信提供时钟源，并满足引信的其他需求。

技术实现要素：
本发明的目的是提供一种能够根据环境自动切换振荡源，且功耗较低、耐高过载的高精度时钟源自动管理电路。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种时钟源自动管理电路，包括晶体振荡器、RC振荡器、输出时钟信号的时钟选择模块、设置有延时时间并提供延时信号的RC延时器、设置有停振延时时间并提供停振延时时间信号的延时监测模块、振荡判断管理模块、存储有振荡状态信息并据此提供振荡状态信号的振荡状态寄存器、根据所述的振荡状态信号对所述的晶体振荡器或所述的RC振荡器供电的加电控制模块；所述的晶体振荡器的输出端、所述的RC延时器的输出端、所述的延时监测模块的输出端、所述的振荡状态寄存器的输出端分别与所述的振荡判断管理模块的输入端相连接，所述的振荡判断管理模块还具有输入振荡器选择信号的振荡器选择引脚，所述的振荡判断管理模块的输出端与所述的振荡状态寄存器相连接，所述的振荡状态寄存器的输出端还与所述的RC延时器的输入端、所述的时钟选择模块的输入端、所述的加电控制模块的输入端相连接，所述的加电控制模块的输出端分别与所述的晶体振荡器的输入端和所述的RC振荡器的输入端相连接，所述的晶体振荡器的输出端和所述的RC振荡器的输出端分别与所述的时钟选择模块的输入端相连接，所述的时钟选择模块的输出端为所述的时钟源自动管理电路的输出端；所述的时钟源自动管理电路采用的控制方法为：（1）所述的晶体振荡器或所述的RC振荡器输出振荡信号；①当所述的振荡器选择信号有效时，所述的时钟源自动管理电路进入固定选择状态：所述的振荡判断管理模块控制所述的RC振荡器加电振荡而输出振荡信号、所述的晶体振荡器不加电振荡；②当所述的振荡器选择信号无效时，所述的时钟源自动管理电路进入自动选择状态：所述的振荡判断管理模块控制所述的振荡状态寄存器产生不同的振荡状态信号，所述的加电控制模块根据所述的振荡状态信号向所述的晶体振荡器或所述的RC振荡器供电而使其输出振荡信号；Ⅰ、所述的时钟源自动管理电路上电时，所述的振荡判断管理模块控制更改所述的振荡状态寄存器中的振荡状态信息回复初始值，从而控制所述的加电控制模块仅向所述的晶体振荡器供电；此时，所述的RC延时器启动计时，并在达到所述的延时时间时向所述的振荡判断管理模块输出所述的延时信号；在所述的延时时间内，若所述的晶体振荡器起振并输出振荡信号，则所述的振荡判断管理模块使所述的振荡状态寄存器中的振荡状态信息保持不变，若所述的晶体振荡器未起振或起振后又停振，则振荡判断管理模块使所述的振荡状态寄存器中的振荡状态信息改变为第一状态值，从而控制所述的加电控制模块同时向所述的RC振荡器和所述的晶体振荡器供电，所述的RC振荡器输出振荡信号；Ⅱ、所述的RC振荡器加电后，所述的延时监测模块启动计时，并在达到所述的停振延时时间时向所述的振荡判断管理模块输出所述的停振延时信号；在所述的停振延时时间内，若所述的晶体振荡器起振并输出振荡信号，则所述的振荡判断管理模块使所述的振荡状态寄存器中的振荡状态信息回复初始值，从而控制所述的加电控制模块仅向所述的晶体振荡器供电；在所述的停振延时时间内，若所述的晶体振荡器未起振，则所述的振荡判断管理模块使所述的振荡状态寄存器中的振荡状态信息改变为第二状态值，从而控制所述的加电控制模块仅向所述的RC振荡器保持供电、向所述的晶体振荡器停止供电，所述的RC振荡器输出振荡信号；（2）所述的时钟选择模块将所述的振荡信号输出而成为时钟信号。所述的RC振荡器包括依次连接的六级反相器，第一级所述的反相器和第二级所述的反相器之间连接有RS触发器。所述的晶体振荡器通过单稳态电路与所述的振荡判断管理模块相连接。所述的单稳态电路包括D触发器、两个反相器、与非门、高电平延时电路、低电平延时电路；所述的晶体振荡器的输出端经一个所速度反相器与所述的D触发器的cl端相连接，复位信号经另一反相器连接至所述的与非门的一个输入端，所述的与非门的输出端与所述的D触发器的R端相连接，所述的D触发器的Q端分为两条支路，一条支路经所述的高电平延时电路而连接至所述的与非门的另一个输入端，另一条支路经所述的低电平延时电路而形成其输出端。所述的RC延时器中设定的延时时间长于所述的晶体振荡器的必要起振时间和稳定时间之和。由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明解决了在引信专用控制电路使用的复杂环境中，自动进行时钟源切换的问题，不仅可以在高过载的条件下保证电路的正常工作，而且确保器件在非极端的条件下均采用高精度的时钟源工作，保证了定时时间的精度。本发明结构简捷，功能明确，移植方便，工艺兼容性好，是目前最适宜于引信专用控制电路的时钟源。附图说明附图1为本发明的时钟源自动管理电路的原理框图。附图2为本发明的时钟源自动管理电路的RC振荡器的结构示意图。附图3为本发明的时钟源自动管理电路的单稳态电路的结构示意图。附图4为本发明的时钟源自动管理电路的单稳态电路中个点的波形示意图。具体实施方式下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。实施例一：参见附图1所示。一种应用于引信控制专用电路中的时钟源自动管理电路，包括晶体振荡器、RC振荡器、时钟选择模块、RC延时器、延时监测模块、振荡判断管理模块、振荡状态寄存器、加电控制模块。其中，时钟选择模块用于输出时钟信号；RC延时器中设置有延时时间并提供延时信号；延时监测模块中设置有停振延时时间并提供停振延时时间信号；振荡状态寄存器中存储有振荡状态信息并据此提供振荡状态信号；加电控制模块根据振荡状态信号对晶体振荡器或RC振荡器供电。具体的，晶体振荡器的输出端、RC延时器的输出端、延时监测模块的输出端、振荡状态寄存器的输出端分别与振荡判断管理模块的输入端相连接；振荡判断管理模块还具有输入振荡器选择信号的振荡器选择引脚；振荡判断管理模块的输出端与振荡状态寄存器相连接。振荡状态寄存器的输出端还与RC延时器的输入端、时钟选择模块的输入端、加电控制模块的输入端相连接。加电控制模块的输出端分别与晶体振荡器的输入端和RC振荡器的输入端相连接。晶体振荡器的输出端和RC振荡器的输出端分别与时钟选择模块的输入端相连接，时钟选择模块的输出端为时钟源自动管理电路的输出端。其中，RC振荡器包括依次连接的六级反相器，第一级反相器和第二级反相器之间连接有RS触发器，如附图2所示。晶体振荡器通过单稳态电路与振荡判断管理模块相连接。如附图3和附图4所示，单稳态电路包括D触发器、两个反相器、与非门、高电平延时电路delay1（延时10μs左右）、低电平延时电路delay2（延时90μs左右）；晶体振荡器的输出端经一个所速度反相器与D触发器的cl端相连接，复位信号经另一反相器连接至与非门的一个输入端，与非门的输出端与D触发器的R端相连接，D触发器的Q端分为两条支路，一条支路经高电平延时电路delay1而连接至与非门的另一个输入端，另一条支路经低电平延时电路delay2而形成其输出端。时钟源自动管理电路采用的控制方法概括为：首先，晶体振荡器或RC振荡器输出振荡信号；然后，时钟选择模块将振荡信号输出而成为时钟信号。其中，“晶体振荡器或RC振荡器输出振荡信号”包括两种情况：振荡器选择信号有效和振荡器选择信号无效。当振荡器选择信号有效（即为高电平）时，时钟源自动管理电路进入固定选择状态。在该固定选择状态下，振荡判断管理模块使晶体振荡器的STOP端为高电平，故而晶体振荡器不加电振荡，而使RC振荡器的控制端也为高电平，故而RC振荡器加电振荡而输出振荡信号。而当振荡器选择信号无效时，时钟源自动管理电路进入自动选择状态。在该自动选择状态下，振荡判断管理模块控制振荡状态寄存器产生不同的振荡状态信号，加电控制模块根据振荡状态信号向晶体振荡器或RC振荡器供电而使其输出振荡信号。具体的，时钟源自动管理电路上电时，振荡判断管理模块中的上电复位电路产生的复位信号控制更改振荡状态寄存器中的振荡状态信息回复初始值00，此时，控制加电控制模块仅向晶体振荡器供电，准备起振，而RC振荡器不加电。在向晶体振荡器加电的同时，RC延时器启动计时。RC延时器中设置有长于晶体振荡器的必要起振时间和稳定时间之和的延时时间（例如300ms），该延时时间可由外部RC网络调整。当达到延时时间时，RC延时器向振荡判断管理模块输出一上升沿的延时信号。在延时时间内，若晶体振荡器起振并输出振荡信号，则其首先通过单稳态电路产生一高电平，上升沿时如果检测到单稳态电路产生的直流电平信号，表明晶体振荡器已经起振，晶体不振荡标识为0，振荡判断管理模块使振荡状态寄存器中的振荡状态信息保持00不变，则加电控制模块仍仅向晶体振荡器供电使其输出振荡信号，而RC振荡器不加电。此时，时钟选择模块选择晶体振荡器输出的振荡信号作为时钟信号。若晶体振荡器未起振或起振后又停振，则振荡判断管理模块使振荡状态寄存器中的振荡状态信息改变为第一状态值01，从而控制加电控制模块同时向RC振荡器和晶体振荡器供电，此时时钟选择模块选择RC振荡器输出的振荡信号作为时钟信号。RC振荡器加电时，延时监测模块启动计时。延时监测模块中设定有停振延时时间，如10s。当达到停振延时时间时，延时监测模块向振荡判断管理模块输出停振延时信号。在停振延时时间内，若晶体振荡器起振，则其通过单稳态电路输出一上升沿并输出振荡信号，则10sec起振标识为1，振荡判断管理模块使振荡状态寄存器中的振荡状态信息由第一状态值01回复初始值00，从而控制加电控制模块仅向晶体振荡器供电，关闭RC振荡器。在停振延时时间内，若晶体振荡器未起振，则振荡判断管理模块使振荡状态寄存器中的振荡状态信息由第一状态值01改变为第二状态值11，且无条件维持这种状态，从而控制加电控制模块仅向RC振荡器永久保持供电，而向晶体振荡器永久停止供电。时钟选择模块选择RC振荡器输出的振荡信号作为时钟信号。本发明采用双模振荡结构，即同时采用晶体振荡器和RC振荡器，阻容外接，本设计中的振荡频率均以32768Hz为例，当然其他频率类似。晶体振荡器的振荡结构采用通常的结构，即由一个晶体振荡控制端和两个连接晶体的输入端构成。晶体振荡控制端在低电平时，振荡器加电振荡；在控制端为高电平，振荡器不加电，输出为低电平。这种结构在使用中稳定，而且元件少。RC振荡器是将常规的两级反相器加电容形成的正反馈改变为六级反相器加电容形成正反馈，所以反馈网络的放大倍数要大得多；另外，还加了RS触发器，提高翻转速度。RC振荡器电路优点：因为放大级数多，电路起振速度快，起振可靠。另外，由于带RS触发器使得电路在中间放大状态，NMOS管与PMOS管同时导通的过程时间很短，所以电路起振时的功耗电流小。当然由于电路的级数多，在反馈网络中，极点多，高次谐波分量多，所以本电路只适宜做低频振荡器。如果将本发明的电路用做产生高频电路，那么相应的RC振荡器的结构需要更换。单稳态电路中，高电平延时10μs左右，低电平延时90μs左右，相当于振荡周期的2至3倍之间，这样如果时钟停振3个周期时，则单稳定态出现了低电平。由于本电路采用了许多异步时序控制，对产生时钟信号的晶体振荡判断标识信号要注意抗干扰措施，即对毛刺产生的干扰不受影响，电路设计中这些标识信号采用D触发器进行锁存，以保证标识信号的干净。为了保证电路在复杂的时钟环境下可靠工作，电路设计时要注意信号的封锁与放开。在单稳态电路设计时，要防止输出上的毛刺，由于寄存器的锁存作用，高电平延时电路delay1的毛刺无妨；而低电平延时电路delay2的毛刺危险，通过采用施密特结构消除了低电平延时电路delay2的低电平延时电路delay2产生的毛刺。该时钟源自动管理电路采用两个自动切换的晶体和RC振荡器结构，构建方便；单稳态结构对振荡的状态自动判定；采用延迟进行毛刺的消除，能够避免误判。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。