[发明专利]一种现场总线网络的延时补偿方法

说明书

本发明公开了一种现场总线网络的延时补偿方法。现有电子雷管对于起爆任务时间不易进行校准。本发明方法是在每个电子雷管的起爆芯片以及控制器预设相同的校准时间，校准时间的时长F_std为起爆芯片的标称频率；现场总线部署后，控制器在设置完定时起爆任务后，发送约定时长的校准命令；起爆芯片接受到校准命令后通过累加和移位的方法，实现的定时起爆任务的校准补偿。本发明方法不需要外部晶振，也不需要起爆芯片内部的RC振荡电路进行校准，起爆芯片只需设置加法器和移位电路，不需要乘法或者除法的逻辑电路，节约了芯片开销。

技术领域

本发明属于电子雷管技术领域，涉及一种现场总线网络的延时补偿方法，即电子雷管的现场总线网络应用场景下的延时补偿方法。

背景技术

在电子雷管的应用中，经常性会在爆破现场，多个起爆芯片组成一个现场总线网络。由一个控制器控制多个起爆芯片，依次定时起爆。每个芯片起爆间隔从毫秒级到秒级不等。起爆时间如果不准确，可能会对爆炸效果，甚至安全性都造成严重影响，所以需要每个起爆芯片可以精确定时。

在很多时候，起爆芯片作为一次性消耗品，出于成本考虑，并不会使用外部晶振，而是采用内部RC振荡电路来产生时钟。芯片内部的RC振荡电路的个体之间差异大，如果需要准确的频率，需要进行校准，并存储在芯片内部。存储一般需要EFUSE等特殊器件和工艺，会增加芯片面积和成本。另外，出厂校准的环境与实际使用的环境差别较大，实际RC振荡电路的时钟频率仍会和校准频率有差异。如果要避免这种差异，需要较大的补偿电路，这样也会增加芯片的成本。

发明内容

本发明的目的就是针对上述应用场景，提供一种现场总线网络的延时补偿方法，该方法不需要外部晶振，也不需要起爆芯片内部的RC振荡电路进行校准，起爆芯片只需设置加法器和移位电路，不需要乘法或者除法的逻辑电路，节约了芯片开销。

本发明方法是在每个电子雷管的起爆芯片以及控制器预设相同的校准时间，校准时间的时长F_std为起爆芯片的标称频率，n为整数；现场总线部署后，控制器在设置完定时起爆任务后，发送约定时长的校准命令；起爆芯片接受到校准命令后通过累加和移位的方法，实现的定时起爆任务的校准补偿。

具体校准补偿过程是：

步骤(1).布置在现场总线的控制器对各个电子雷管预先设置各自的定时起爆任务；以标称频率F_std折算的时钟个数为N_std表示定时起爆任务的时长，N_std＝P_m·F_std，P_m为定时起爆任务时长的时间值；

步骤(2).控制器对所有起爆芯片发出校准开始命令，起爆芯片接收到校准开始命令后开始计时钟数；计时钟数的方法是：起爆芯片在每个实际时钟周期T_r以N_std的值作为计数单位通过加法器进行累加，即每过一个T_r累加N_std；

步骤(3).到达预设的校准时间，控制器对所有起爆芯片发出校准结束命令，起爆芯片接收到校准结束命令后，停止计时钟数；校准开始命令与校准结束命令的时间间隔即为校准时间；

步骤(4).起爆芯片将时钟数的计数结果通过移位器右移n比特得到的值，作为实际时钟频率折算的时钟个数为N_r，即为校准后的定时起爆任务的时长。

进一步，起爆芯片如果完成定时起爆任务的时长校准，起爆芯片内部进行标记；控制器根据标记判断各个起爆芯片是否完成校准，如果有任意一个起爆芯片没有完成校准，则控制器重新发送发出校准开始、结束命令，起爆芯片重新进行校准。

更进一步，控制器重新发送校准命令次数达到设定值后，如果仍然存在没有完成校准的起爆芯片，则表示现场总线或起爆芯片存在异常情况，上报错误。