标签: 时钟芯片

实时时钟(RTC: Real-Time Clock)是集成电路，通常称为时钟芯片。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。 RTC的应用 集成电路上的RTC通过计算振荡器的周期来跟踪时间。生活中，智能手机上的时钟是使用外部信号来保持标准化时间。如果智能手机失去与外部信号的连接，RTC会计算振荡器周期。 实时时钟是以输入频率做基础，再依此作分频、倍频、PLL等等，产生出处理器与主板各部分所需的频率。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晶振分为：外部晶振，内置晶振。 晶振频率 RTC时间是以振荡频率来计算的。它不是一个时间器，而是一个计数器。32.768kHz产生的振荡信号可以通过分频器进行15次分频后可以得到1Hz的秒信号。RTC通过32.768kHz的晶振中获取1Hz的时钟信号来确定时间和日期。 32.768K=32768=2^15 音叉晶振的温度特性曲线是负二次方程曲线。呈现出以理想室温+25°C为中心的向下抛物线，温度走低或走高都会使频率稳定度变差。所以需要考虑使用环境温度和精度。 频率温度稳定性: - 音叉晶体 = -0.035ppm x (T-25)^2 - 贴片晶体 = -0.04ppm x (T-25)^2 时钟误差 RTC的误差来源于晶振的频率误差。石英晶体是一种物理材料。这意味着它容易受到老化和温度变化的影响，从而影响整个RTC模块的精度。在25℃的室温下，调整频差一般为±20ppm。一天快或慢1.7秒，每年误差为10.34分钟。 温补晶振 (TCXO; KT系列)利用压电晶体的物理特性，通过温度补偿电路减少环境温度对振荡频率的影响，从而提高频率稳定性,有两款32.768kHz频率的规格可供选择：KT3225, KT7050：

Ambiq Micro 是一家专注于研发生产低功耗芯片产品的美国公司。它采用先进的SPOT技术（亚阈值功率优化技术），使芯片功耗做得更低。Ambiq Micro拥有世界最低功耗的RTC和最低功耗的MCU产品。它的RTC最低功耗仅14nA，体积仅3*3mm，最佳计时精度可达+/-2ppm，并集成电源管理、复位、内部RAM。它的MCU采用Cortex-M系列内核，运行功耗仅30μA/MHz，睡眠功耗100nA，最小体积2.4*2.77mm。 应用场合： 可穿戴设备、便携设备、Sensor Hub、健康医疗、仪器仪表、安防、RFID等低功耗小体积的场合。   Ambiq Micro 的AM1800系列实时时钟芯片采用创新的计时功能，通过时钟和系统电源管理相结合，满足超低的功率需求，为RTC设备建立了新的标准。AM1800 系列将几个芯片的功能集成到一个单一的、低成本的解决方案。 Ambiq Micro低成本的 AM0800 系列实时时钟芯片包含了 AM1800 的低功率和所有高级计时功能，但不包括电源管理的能力。 Ambiq Micro AM0800 和 AM1800系列RTC包含下列性能： 1 、超低功率高精度晶振模式下的功耗 – 55nA （精度+/-2ppm) 2、自动校准下非常低功率的精确计时功耗 – 22nA(精度+/-10ppm） 3 、极低功率 RC 振荡器的功耗 – 14nA 4、除正常的日历闹钟，所有元件都包括一个可配置的递减定时器、看门狗定时器，1/100 秒计数器和一个非常灵活的输出时钟发生器。 5、拥有灵活的I²C 和 SPI 系统接口，为功能相同的元件提供了 I²C（高达 400KHz）或 SPI（最高可达 2MHz）串行接口。 6、可简化 RTC 备份方案的先进电池管理能力 高端AM1800系列RTC包含了在主电源消失时自动切换到电池、涓流充电器给充电电池或超级电容充电，可配置的掉电和低电池电量检测、以及一个模拟电压比较器可以产生一个中断。 7、无功率消耗的可选片载RAM Ambiq Micro AM0800和AM1800系列RTC具有最高256 字节的电池备份 RAM，不会增加供电电流的消耗。   Ambiq Micro 带有电源管理的 AM1800 实时时钟系列是 RTC可对系统设备进行电源管理，使得系统的整体供电电流降到更低。此功能中的要素是：   （1）        能做外部元件电源门控的低电阻电源开关 所有的 AM1800 元件都包含一个约 1 ohm的接地开关，它可用于电源门控来控制包括主处理器在内的其它系统部件，使用软件或硬件控制均可。   （2）        睡眠管理大幅降低系统整体的功耗 睡眠管理允许主处理器在配置各种唤醒条件后关闭它自己的电源， 唤醒条件包括：闹钟、定时器、外部中断发生器（例如按钮）、集成模拟电压比较器和几个错误条件等。   （3）        为主控复位管理提供灵活的电源控制 AM1800包括在睡眠管理下控制复位输入到主处理器上的能力，如看门狗和外部复位信号。

前段时间做了一个小东西，设计要求系统精确计时且体积要小，最后选择了以前没有接触过的一款时钟芯片——DS3234SN。系统所用的MCU为ATmega8，与3234之间通过SPI总线通信。此款芯片应用极为方便。先将部分使用心得整理出来。   首先焊接电路时，一定要仔细，以防虚焊，本人当初就以为3234的DIN脚虚焊折腾了将近半个月。   ————————SPI初始化   void Init_SPI(){ DDRB |= _BV(PB5) | _BV(PB3) | _BV(PB2);//单片机的PB5连芯片的SCK,PB3（MOSI）                连芯片的DIN,PB2(MISO)连芯片的CS SPCR = _BV(SPE) | _BV(MSTR) | _BV(SPR0) | _BV(CPOL) | _BV(CPHA); //SPI使能，主机模式，16分频,模式3(也可设置为模式1)，MSB首发 } ————————发送 INT8U SPI_Send(INT8U dat){//主机向芯片发送一个字节，同时主机接收到芯片交换回来的一个字节 SPDR=dat;//启动数据传输 while(!(SPSR _BV(SPIF)));//等待结束 SPSR |= _BV(SPIF);//清中断标志 return SPDR;//返回接收缓冲器中的数据 } ——————向3234写入一个字节 void DS3234_write_byte(INT8U addr,INT8U date){ SPDR=addr; while(!(SPSR _BV(SPIF))); SPSR |= _BV(SPIF); SPI_Send(date); } —————从3234读出一个字节 INT8U DS3234_read_byte(INT8U addr){ INT8U date; SPDR=addr; date=SPI_Send(0XFF); return date; } —————设置时间 void Set_DS3234(){//需要一次依次写入所有时间位 ...... SPI_EN(); SPI_Send(0X80); SPI_Send(Time );//s SPI_Send(Time );//m SPI_Send(Time );//h SPI_Send(0X02);//dow 星期位未用到 一直设置为2 SPI_Send(Time );//d SPI_Send(Time );//m SPI_Send(Time );//y SPI_DS(); } ————读时间 void ReadTime(){//这两个函数功能相同，只是为了方便后面的操作 ...... SPI_EN(); Time =DS3234_read_byte(0X00); SPI_DS(); SPI_EN(); Time =DS3234_read_byte(0X01); SPI_DS(); SPI_EN(); Time =DS3234_read_byte(0X02); SPI_DS(); SPI_EN(); Time =DS3234_read_byte(0X04); SPI_DS(); SPI_EN(); Time =DS3234_read_byte(0X05); SPI_DS(); SPI_EN(); Time =DS3234_read_byte(0X06); SPI_DS(); }  

时钟芯片