过温RTC在设计工业或交通系统中的应用

作者：Jim Harrison

我不明白！家里停电后，我必须同时去炉灶和微波炉并重新设置时钟。为什么他们没有一个简单的电池支持的实时时钟（RTC）？有很多很棒的，它们不贵，而且很容易设计。

他们告诉我们，炉子和微波炉很快就会连接到网络上，这样谷歌和/或亚马逊就可以跟踪我们的饮食习惯。然后我的烤箱可以从云端获取正确的时间——作为物联网的另一个成员。那么，我们就不会有这个问题了。

考虑此类时钟的不同应用，如果您正在设计工业或交通系统，您将需要一个非常准确且非常稳定的过温 RTC。这些也很容易获得。

让我们快速看一下三个示例 RTC 芯片。

具有非易失性存储器的 RTC

第一个是 Maxim 的DS1338。Maxim 认为 RTC 是模拟 IC 领域的“英雄”，因为它们能够通过准时性和可预测性来加强设计。DS1338 是一款具有 56 字节非易失性 SRAM 的超低功耗串行 RTC。数据通过 I 2 C 端口以 BCD 格式输出。该芯片计算秒、分钟、小时、日期、月份、星期几和年份，闰年补偿有效至 2100 年。它需要 1.7V 至 5.5V 电源，最大 200µa（3.3V）和待机模式下为 125µa。

图 1：DS1338 RTC 设计所需的少数外部组件。

该 IC 使用具有 12.5pf 电容的外部 32.768kHz 晶振，除了 1.3V 至 3.7V 备用电池外，这几乎是唯一需要的外部组件。它采用 SOIC8 或 SOIC8 封装。您还可以选择采用 32 引脚 SO 封装的集成晶体的 DS1338C 版本。首次为设备供电时，时间和日期寄存器将重置为 01/01/00 01 00:00:00 （DD/MM/YY DOW HH:MM:SS）。通过写入适当的寄存器字节来设置或初始化时间和日历。

所有版本均在 -40° 至 85°C 的温度范围内工作。您可以使用易于找到的 ML1220 12.5mm 纽扣电池 3.0V 设备之类的电池。这种锂/二氧化锰 （Li/MnO2） 可充电电池的容量为 15mAh（至 2.0V）。

超精确的 RTC 解决方案

DS3231M是一款具有 I 2 C 接口的经济高效、极其精确的 RTC。它包含一个 MEMS 谐振器，可提供长期精度并减少部件数量，并在 -40° 至 85°C 的工作温度范围内提供 ±0.432 秒/天的精度。DS3231M 采用与流行的 DS3231 器件相同的 8 引脚或 16 引脚 SO 封装尺寸。

它的 I 2 C 串行端口以 BCD 格式生成秒、分、小时、日、日期、月和年。最大工作电源电流仅为 200µa。该芯片有一个备用电池输入，最大需要 70µa，基本计时只需 3.0µa。它有两个可编程的时间警报和一个 1kHz 参考输出。可以找到部件号为DS3231MZEVKIT的参考设计套件。

带有涓流充电器的 I²C RTC

DS1340时钟 IC 与其他设备一样，通过 I2C 串行线提供 BCD 时间和日期。性价比高的芯片采用外部 32.768kHz 晶振。精度完全取决于晶体。DS1340C 版本具有典型精度为 ±15ppm 的内部晶振。三个版本可用于 1.8V、3.0V 或 3.3V 的电源电压。

通过适当的计时，电池后备电压可低至 1.3V，并且电池可以以大约 1µA 的电流进行涓流充电。该 IC 提供数字时钟校准功能，可对晶体和温度变化进行补偿。校准电路根据控制寄存器中的五个校准位，在 256 分频阶段从振荡器分频器链中增加或减少计数。

该芯片可以使用 1.8V、3V 或 3.3V 电源，并提供低至 1.3V 的计时电压。它具有自动断电检测功能。

时机在很多事情中都很重要。对于任何电器或电子设备而言，这一点尤为重要。在 RTC 中设计变得非常容易且非常便宜。那为什么不呢？