【小知识】时钟芯片一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路,英文名称:Real-time Clock/Calendar Chip(简称:RTC),可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时,具有闰年补偿功能。采用IIC通信接口。

时钟芯片的原理


· 解析时钟芯片的工作原理
一、时钟芯片的基本结构

时钟芯片是一种集成了计时功能的微控制器,其基本结构包括输入/输出端口、定时器/计数器、中断控制器等。其中,输入/输出端口用于接收外部信号,定时器/计数器用于产生时间基准,中断控制器用于处理定时器的溢出事件。


二、时钟芯片的工作原理
1、输入/输出端口
时钟芯片可以通过输入/输出端口接收外部信号,以便根据需要调整系统时间。例如,通过串行通信接口(UART、I2C、SPI等)接收计算机或其他设备的时钟信息,或者通过网络接口(如NTP)同步网络时间。
2、定时器/计数器
时钟芯片内部通常集成了一个或多个定时器/计数器,用于产生时间基准。定时器/计数器的工作方式是通过一个预分频器和一个计数器实现的。预分频器将系统时钟频率降低到合适的计数器时钟频率,计数器则用于计算经过的时间。当定时器/计数器的计数值达到设定值时,会触发一个中断事件,通知系统更新时间。
3、中断控制器
为了处理定时器的溢出事件,时钟芯片还具有一个中断控制器。当定时器/计数器的计数值达到设定值时,会向中断控制器发送一个中断请求。中断控制器会识别这个请求,并执行相应的中断服务程序(ISR),如更新系统时间、唤醒等待处理的任务等。
4、系统时间的更新
在系统时间发生改变时,时钟芯片需要执行一系列操作来更新系统时间。首先,通过输入/输出端口接收新的时钟信息;然后,使用定时器/计数器计算经过的时间差;接着,将计算得到的时间差加到当前系统时间上;最后,通过中断控制器通知其他部分系统时间已更新。

时钟芯片与晶振的联系
· 时钟芯片的电路设计中常用的时钟晶振频率为什么是32.768kHz?
因为时钟芯片需要精确计算时间,而32.768khz比较容易分频(1hz转换为1s),以便于产生1秒的时钟频率,因此也成为了时钟芯片最佳搭档,我们每天用的手表、手机、电脑上显示作用的钟就是由它演变过来的。

时钟芯片.png


32.768KHz是一个标准的频率,主要有以下几个方面的参数:尺寸、负载电容、频率偏差、应用范围。按尺寸分主要分2012/3215;根据各公司的设计可用的型号有很多。
时钟系统中,秒是一个重要的时间单位,1秒正是1hz,如果要提高时间精度,那这个1hz必须要准确。我们知道,在数字世界里,只有0和1两种可能,下面看一个计算:
2^15=32768=32.768K
2的15次方正好等于32768,反过来讲,如果要把32.768khz的时钟频率经过15次分频的话,得到的频率正好是1Hz。


> 时钟芯片应用场景
· 时钟芯片广泛应用于通信设备、消费电子、工业控制、汽车电子、物联网及智能家居等领域,为各类电子系统提供精准时钟同步和计时功能。YXC产品系列在参数一致情况下可P2P替代国外大部分品牌。

应用场景
· 安防监控系统:提供报警、搜索和回访等功能的时间标识,各节点间的时间同步。
· 智慧办公:考勤机、门禁系统等需要精准时间记录的场合。
· 服务器与网络设备:记录设备工作日志,用于设备管理和故障定位。
· 消费电子:数码相机、MP3播放器、电子手表等设备中提供时间显示和闹钟功能。
· 智能家居:定时控制家电设备,实现能源管理。
· 物联网设备:保证设备精准运行和数据准确记录。

> YXC实时时钟(RTC)产品组合

1、带温补功能的高精度RTC。工作温度范围内具备优良的稳定性,精度可达+-3.4ppm@-40~85℃。

高精度RTC.png


2、低功耗RTC。低电流消耗(典型值为250nA)。

低功耗RTC.png


3、小体积RTC。封装尺寸为3.2*2.5mm,适用于小型化设备。

小体积RTC.png


4、分离式RTC。设计方案更加灵活。

分离式RTC.png