RTC(Real-TimeClock,代表型號(hào)YSN8900,YSN8025,YSN8010)芯片是一種專門用于精準(zhǔn)計(jì)時(shí)、掉電續(xù)時(shí)的專用集成電路,其核心功能是提供穩(wěn)定的秒、分、時(shí)、日、月、周、年計(jì)時(shí),且在主電源掉電后,通過(guò)備用電池維持計(jì)時(shí)不中斷,廣泛應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)、工控設(shè)備、智能儀表、消費(fèi)電子等場(chǎng)景。
工作原理:內(nèi)置晶振直接產(chǎn)生穩(wěn)定的32.768kHz基準(zhǔn)時(shí)鐘,無(wú)需負(fù)載電容,徹底避免晶振布線、起振、溫漂問(wèn)題;溫度傳感器實(shí)時(shí)采集芯片環(huán)境溫度,將溫度數(shù)據(jù)傳輸給溫度補(bǔ)償單元;溫度補(bǔ)償單元根據(jù)預(yù)設(shè)的溫度-頻率補(bǔ)償曲線,動(dòng)態(tài)調(diào)整輸出頻率,抵消溫度變化導(dǎo)致的頻率漂移,在-40℃~+85℃全溫區(qū)實(shí)現(xiàn)±3.4ppm的超高精度,補(bǔ)償后的32.768kHz時(shí)鐘直接送入RTCCore(RTC核心),作為計(jì)時(shí)基準(zhǔn)。
核心架構(gòu)分為8大功能模塊:溫度補(bǔ)償單元,RTC計(jì)時(shí)核心,鬧鐘寄存器,溫度傳感器,電源管理單元,I2C總線接口,中斷控制單元,時(shí)鐘輸出單元,通過(guò)內(nèi)部總線互聯(lián),所有模塊受電源管理單元統(tǒng)一供電,最終通過(guò)外部引腳與系統(tǒng)交互。

RTC計(jì)時(shí)核心模塊:
RTCCore是RTC芯片的功能中樞,完全集成在芯片內(nèi)部,無(wú)需外接電路,接收溫度補(bǔ)償后的32.768kHz時(shí)鐘,通過(guò)內(nèi)部15級(jí)二分頻電路,分頻為1Hz秒脈沖(32768Hz÷2^15=1Hz);1Hz秒脈沖驅(qū)動(dòng)內(nèi)部BCD碼計(jì)數(shù)寄存器,按「秒→分→時(shí)→日→周→月→年」的順序自動(dòng)累加,支持閏年自動(dòng)校正,無(wú)需軟件干預(yù);計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步到內(nèi)部總線,可通過(guò)I2C接口被MCU讀取/修改,同時(shí)與AlarmRegister(鬧鐘寄存器)聯(lián)動(dòng),實(shí)現(xiàn)鬧鐘觸發(fā),當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)間匹配鬧鐘寄存器預(yù)設(shè)值時(shí),觸發(fā)中斷信號(hào),送入Interrupt(中斷單元);與時(shí)鐘輸出單元聯(lián)動(dòng),將計(jì)時(shí)時(shí)鐘分頻為不同頻率(如32.768kHz、1Hz等),通過(guò)FOUT引腳輸出。
電源管理模塊:掉電續(xù)時(shí)的保障(對(duì)應(yīng)引腳VDD/VBAT)
內(nèi)部集成主/備電自動(dòng)切換電路,當(dāng)主電源VDD正常供電(3.3V典型)時(shí),芯片優(yōu)先使用主電源工作,當(dāng)主電源掉電時(shí),切換電路無(wú)縫切換到VBAT(備用電池)供電,典型備份電流僅0.55μA@3.0V,當(dāng)主電源恢復(fù)時(shí),自動(dòng)切回主電源供電,全程無(wú)時(shí)間中斷。
I2C通信接口模塊:MCU與RTC的數(shù)據(jù)橋梁(對(duì)應(yīng)引腳SCL/SDA)
核心原理:標(biāo)準(zhǔn)I2C兩線制接口,SCL為串行時(shí)鐘線(輸入,由MCU提供時(shí)鐘),SDA為串行數(shù)據(jù)線(雙向,收發(fā)數(shù)據(jù)),支持最高400Kbps通信速率;通過(guò)I2C總線發(fā)送控制指令,實(shí)現(xiàn)讀取時(shí)間、溫度數(shù)據(jù),設(shè)置時(shí)間、鬧鐘參數(shù),配置時(shí)鐘輸出頻率、配置中斷模式等所有功能。
中斷控制模塊:定時(shí)喚醒與鬧鐘提醒(對(duì)應(yīng)引腳/INT)
核心原理:接收RTC核心、鬧鐘寄存器的觸發(fā)信號(hào),可配置為鬧鐘中斷、秒脈沖中斷、固定周期定時(shí)器中斷、時(shí)間更新中斷等多種模式;當(dāng)觸發(fā)條件滿足時(shí),/INT引腳輸出低電平,可喚醒休眠的MCU,實(shí)現(xiàn)低功耗系統(tǒng)設(shè)計(jì)(如工業(yè)設(shè)備定時(shí)喚醒、故障報(bào)警時(shí)間戳記錄);支持在備用電池模式下輸出中斷,掉電后仍可觸發(fā)喚醒。
時(shí)鐘輸出模塊:可編程頻率輸出(對(duì)應(yīng)引腳FOUT/FOE)
核心原理:FOE為輸出使能引腳(輸入):高電平(1)使能FOUT輸出,低電平(0)將FOUT置為高阻態(tài);FOUT為時(shí)鐘輸出引腳(輸出):可通過(guò)內(nèi)部FSEL位寄存器配置輸出頻率(如32.768kHz、1Hz等),由RTC核心時(shí)鐘分頻得到;輸出時(shí)鐘可作為其他模塊的基準(zhǔn)時(shí)鐘(如MCU低功耗定時(shí)器、外部RTC校準(zhǔn))。
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看到很多芯片的數(shù)據(jù)手冊(cè)有這種類似的框圖,包括時(shí)鐘RTC網(wǎng)絡(luò)那些圖,怎么理解這種圖?
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