实时时钟的缩写是RTC(Real_Time Clock)。RTC 是集成电路,通常称为时钟芯片。

1.实时时钟是什么

实时时钟芯片是日常生活中应用最为广泛的消费类电子产品之一。它为人们提供精确的实时时间,或者为电子系统提供精确的时间基准,目前实时时钟芯片大多采用精度较高的晶体振荡器作为时钟源。有些时钟芯片为了在主电源掉电时,还可以工作,需要外加电池供电。

 

1.实时时钟是什么

(图片来源于网络)

 


一、发展历史

1)早期RTC产品

早期RTC产品实质是一个带有计算机通讯口的分频器。它通过对晶振所产生的振荡频率分频和累加,得到年、月、日、时、分、秒等时间信息并通过计算机通讯口送入处理器处理。

 

这一时期RTC的特征如下:在控制口线上为并行口;功耗较大;采用普通CMOS工艺;封装为双列直插式;芯片普遍没有现代RTC所具有的万年历及闰年月自动切换功能,也无法处理2000年问题。现在已经被淘汰。

 

2)中期RTC产品

在20世纪90年代中期出现了新一代RTC,它采用特殊CMOS工艺;功耗大为降低,典型值约0.5μA以下;供电电压仅为1.4V以下;和计算机通讯口也变为串行方式,出现了诸如三线SIO/四线SPI,部分产品采用2线I2C总线;包封上采用SOP/SSOP封装,体积大为缩小;

 

功能上:片内智能化程度大幅提高、具有万年历功能,输出控制也变得灵活多样。其中日本RICOH推出的RTC甚至已经出现时基软件调校功能(TTF)及振荡器停振自动检测功能而且芯片的价格极为低廉。目前,这些芯片已被客户大量使用中。

 

3)最新一代RTC产品

最新一代RTC产品中,除了包含第二代产品所具有的全部功能,更加入了复合功能,如低电压检测,主备用电池切换功能,抗印制板漏电功能,且本身封装更小(高度0.85mm,面积仅为2mm*2mm)。

 


二、硬件结构

1) 晶振

晶振一般叫做晶体谐振器,是一种机电器件,晶振是石英振荡器的简称,英文名为Crystal是用电损耗很小的石英晶体经精密切割磨削并镀上电极焊上引线做成。

 

晶振的作用:提供基准频率。

 

2)RTC的晶振:

任何实时时钟的核心都是晶振,晶振频率为32768 Hz 。它为分频计数器提供精确的与低功耗的实基信号。它可以用于产生秒、分、时、日等信息。为了确保时钟长期的准确性,晶振必须正常工作,不能够受到干扰。RTC的晶振又分为:外部晶振和内置晶振。

 

RTC的晶振频率为什么是32768Hz?

① RTC时间是以振荡频率来计算的。故它不是一个时间器而是一个计数器。而一般的计数器都是16位的。又因为时间的准确性很重要,故震荡次数越低,时间的准确性越低。所以必定是个高次数。215 = 32768 。

 

② 32768 Hz = 215 即分频15次后为1Hz,周期 = 1s。

 

③ 经过工程师的经验总结32768 Hz,时钟最准确。

 

④ 规范和统一。

 

2.实时时钟分类

分类:

1、并行接口

MAXIM-DALLASDS12C887系列,现在已经衍生出很多型号了。

 

主要是几个大厂MAXIM-DALLAS,PHILIPS,日本精工。现在很多常见的rtc芯片国内都有仿制的,价格还是不错的。要求不高的地方用还是不错的。

 

很多常见的型号在这里都能找到相对应的型号,包括ds1302,ds1307,ds1337,pcf8563

 

2、串行接口

1)I2C接口

Phlilps的PCF8563,PCF8583

EPSON的RX8025内置晶振,误差小。比较不错

MAXIM-DALLAS的DS1307

RICOH的RS5C372,国内的贝岭仿制型号BL5372

日本精工的S-35390

Intersil的X1288

 

2)三线接口

MAXIM-DALLAS的DS1305,DS1302,其中DS1302国内有相关的仿制产品,PTI的仿制型号是PT7C4302。

台湾合泰的HT1380,HT1381

 

实时时钟,是单片机计时的时钟或独立的可被单片机访问的时钟。它可以外部扩展芯片得到,如1302,1307,12887,3130,12020,m41t81,6902,8025。有并口有串口,有带电池自己玩,有外部供电,看实际需要设计。这些时钟无一例外地用到了32768Hz。这是因为它们用了同一个计时IC核、低频功耗更低、更容易校表和1Hz计时精密实现。

 

3.实时时钟厂商

厂商:

深圳市元达佳电子科技有限公司、苏州三奔电子有限公司、无锡幅导微电子有限公司、深圳市雄发伟业电子有限公司等。