3 时钟同步设计的基本原理
    本方案采用多个C8051F120单片机组成RS422网络。C8051F120单片机具有高达100MIPS的执行速度，也就是1μs可以执行100条单周期指令，所以定时器定时1μs可以达到1％的精度。而RS4．22总线组成的网络是“一主多从”式结构，网络中每个设备都有自己的时钟，时钟采用定时器实现，1μs触发一次。主设备和从设备的时钟偏差产生有两个原因；一是某些随机因素产生的误差；二是由于晶振的运行速度不同引起的误差，此误差的产生主要受温度的影响，而温度又是由工作环境来决定的。本文采用相对时钟同步的方法来减小这种误差的影响。
    该方法分为2步：
    ①主设备每2 s进行一次时钟同步。主设备首先发送报文master_a(该报文本身不含发送时间)，之后再发送一帧带有该报文发送时间信息的报文master_b。这样，从设备可以分析出主设备的同步报文的发送时间T1和接收时间T2(如无特殊标注，文中所涉及的时间变量都是以μs为单位的)。从设备再发送一个报文slave_c，并记下这个报文的发送时间T3，主设备接到该报文后记下接收时间T4，并把T4发给从设备，从设备就有了T1、T2、T3、T4的值。由于主设备和从设备都采用同一波特率进行串行通信，所以只要保证主设备的报文和从设备的报文发送的字节数相同，就可以看成主设备和从设备的发送时间和接收时间是相同的，即图3中的T1、T2、T3、T4四点构成的是等腰梯形。所以主设备和从设备之间的时间偏差：
   

    从设备的时间T_Slave减去从设备和主设备之间的偏差△，即校正后的时间。但此时校正后的结果只是改变从设备的时钟误差，并没有改变从时钟的时钟频率。随着时间的增长，这个误差就又会出现，因此想要减小这个误差必须采用进一步的方法。
    ②进行时钟频率的校正。C8051F120单片机的指令速度很快(可达100MIPS)，这就为单片机应用内部定时器实现频率可调时钟创造了有利条件。本文多次测量从设备和主设备之间的时间误差来求取平均值，作为主从时钟在规定时间内的从设备和主设备之间的误差，通过这个误差来修正从设备的时钟频率。具体做法为：测量5次从设备和主设备之间的偏差△1～△5，采用平均值滤波法得到的结果△z作为2 s的时间偏差。
   
    其中，t代表1μs内时钟的偏差量，单位是0．01 μs。只须修改定时器的相应寄存器，就可以达到调整时钟频率的目的。