時(shí)鐘芯片RTC原理介紹、晶振選型、應(yīng)用場景

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【小知識(shí)】時(shí)鐘芯片一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，英文名稱：Real-time Clock/Calendar Chip（簡稱：RTC），可以對年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能。采用IIC通信接口。

＞ 時(shí)鐘芯片的原理

· 解析時(shí)鐘芯片的工作原理
一、時(shí)鐘芯片的基本結(jié)構(gòu)
時(shí)鐘芯片是一種集成了計(jì)時(shí)功能的微控制器，其基本結(jié)構(gòu)包括輸入/輸出端口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷控制器等。其中，輸入/輸出端口用于接收外部信號(hào)，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器用于產(chǎn)生時(shí)間基準(zhǔn)，中斷控制器用于處理定時(shí)器的溢出事件。

二、時(shí)鐘芯片的工作原理
1、輸入/輸出端口
時(shí)鐘芯片可以通過輸入/輸出端口接收外部信號(hào)，以便根據(jù)需要調(diào)整系統(tǒng)時(shí)間。例如，通過串行通信接口(UART、I2C、SPI等)接收計(jì)算機(jī)或其他設(shè)備的時(shí)鐘信息，或者通過網(wǎng)絡(luò)接口(如NTP)同步網(wǎng)絡(luò)時(shí)間。
2、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器
時(shí)鐘芯片內(nèi)部通常集成了一個(gè)或多個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，用于產(chǎn)生時(shí)間基準(zhǔn)。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式是通過一個(gè)預(yù)分頻器和一個(gè)計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)的。預(yù)分頻器將系統(tǒng)時(shí)鐘頻率降低到合適的計(jì)數(shù)器時(shí)鐘頻率，計(jì)數(shù)器則用于計(jì)算經(jīng)過的時(shí)間。當(dāng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值達(dá)到設(shè)定值時(shí)，會(huì)觸發(fā)一個(gè)中斷事件，通知系統(tǒng)更新時(shí)間。
3、中斷控制器
為了處理定時(shí)器的溢出事件，時(shí)鐘芯片還具有一個(gè)中斷控制器。當(dāng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值達(dá)到設(shè)定值時(shí)，會(huì)向中斷控制器發(fā)送一個(gè)中斷請求。中斷控制器會(huì)識(shí)別這個(gè)請求，并執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)程序(ISR),如更新系統(tǒng)時(shí)間、喚醒等待處理的任務(wù)等。
4、系統(tǒng)時(shí)間的更新
在系統(tǒng)時(shí)間發(fā)生改變時(shí)，時(shí)鐘芯片需要執(zhí)行一系列操作來更新系統(tǒng)時(shí)間。首先，通過輸入/輸出端口接收新的時(shí)鐘信息；然后，使用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)算經(jīng)過的時(shí)間差；接著，將計(jì)算得到的時(shí)間差加到當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間上；最后，通過中斷控制器通知其他部分系統(tǒng)時(shí)間已更新。

＞ 時(shí)鐘芯片與晶振的聯(lián)系
· 時(shí)鐘芯片的電路設(shè)計(jì)中常用的時(shí)鐘晶振頻率為什么是32.768kHz？
因?yàn)闀r(shí)鐘芯片需要精確計(jì)算時(shí)間，而32.768khz比較容易分頻(1hz轉(zhuǎn)換為1s)，以便于產(chǎn)生1秒的時(shí)鐘頻率，因此也成為了時(shí)鐘芯片最佳搭檔，我們每天用的手表、手機(jī)、電腦上顯示作用的鐘就是由它演變過來的。



32.768KHz是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的頻率，主要有以下幾個(gè)方面的參數(shù)：尺寸、負(fù)載電容、頻率偏差、應(yīng)用范圍。按尺寸分主要分2012/3215；根據(jù)各公司的設(shè)計(jì)可用的型號(hào)有很多。
時(shí)鐘系統(tǒng)中，秒是一個(gè)重要的時(shí)間單位，1秒正是1hz，如果要提高時(shí)間精度，那這個(gè)1hz必須要準(zhǔn)確。我們知道，在數(shù)字世界里，只有0和1兩種可能，下面看一個(gè)計(jì)算：
2^15=32768=32.768K
2的15次方正好等于32768，反過來講，如果要把32.768khz的時(shí)鐘頻率經(jīng)過15次分頻的話，得到的頻率正好是1Hz。


＞ 時(shí)鐘芯片應(yīng)用場景
· 時(shí)鐘芯片廣泛應(yīng)用于通信設(shè)備、消費(fèi)電子、工業(yè)控制、汽車電子、物聯(lián)網(wǎng)及智能家居等領(lǐng)域，為各類電子系統(tǒng)提供精準(zhǔn)時(shí)鐘同步和計(jì)時(shí)功能。YXC產(chǎn)品系列在參數(shù)一致情況下可P2P替代國外大部分品牌。

應(yīng)用場景
· 安防監(jiān)控系統(tǒng)：提供報(bào)警、搜索和回訪等功能的時(shí)間標(biāo)識(shí)，各節(jié)點(diǎn)間的時(shí)間同步。
· 智慧辦公：考勤機(jī)、門禁系統(tǒng)等需要精準(zhǔn)時(shí)間記錄的場合。
· 服務(wù)器與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：記錄設(shè)備工作日志，用于設(shè)備管理和故障定位。
· 消費(fèi)電子：數(shù)碼相機(jī)、MP3播放器、電子手表等設(shè)備中提供時(shí)間顯示和鬧鐘功能。
· 智能家居：定時(shí)控制家電設(shè)備，實(shí)現(xiàn)能源管理。
· 物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備：保證設(shè)備精準(zhǔn)運(yùn)行和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確記錄。

＞ YXC實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）產(chǎn)品組合
1、帶溫補(bǔ)功能的高精度RTC。工作溫度范圍內(nèi)具備優(yōu)良的穩(wěn)定性，精度可達(dá)+-3.4ppm@-40~85℃。



2、低功耗RTC。低電流消耗（典型值為250nA）。



3、小體積RTC。封裝尺寸為3.2*2.5mm，適用于小型化設(shè)備。



4、分離式RTC。設(shè)計(jì)方案更加靈活。