利用實(shí)時(shí)時(shí)鐘IC RV5C338A實(shí)現(xiàn)用軟件校正時(shí)間

我們知道，實(shí)時(shí)時(shí)鐘IC一般把它產(chǎn)生的時(shí)間信號(hào)傳遞給微處理器等一類器件，作為它們的時(shí)鐘信號(hào)。通常，由頻率為32.768kHz晶振產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，將該時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行1/215分頻后形成秒信號(hào)，由時(shí)鐘計(jì)數(shù)器對(duì)秒信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)。

　　既然是處理時(shí)間信號(hào)，它的精度就成為人們十分關(guān)心的事情。晶體振蕩器具有很高的頻率精度，與RC振蕩器和陶瓷振蕩器相比，其精度要高兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上。另外同一型號(hào)產(chǎn)品之間的離散性也比較小，在常溫下只有±20ppm的偏差，不過(guò)將±20ppm換算成月差，則為：

±20×10-6×60×60×24×30＝±51.8秒

　　如果用這樣的精度來(lái)細(xì)分時(shí)間的話，在一個(gè)月內(nèi)，時(shí)鐘的偏差將接近1分鐘。為了實(shí)現(xiàn)令人滿意的計(jì)時(shí)精度，必須要進(jìn)行調(diào)整。

普通實(shí)時(shí)時(shí)鐘IC存在的問(wèn)題

　　通常在調(diào)整用于實(shí)時(shí)時(shí)鐘IC的晶振頻率時(shí)，首先要如圖1那樣設(shè)置一個(gè)微調(diào)電容器。通過(guò)調(diào)整兩個(gè)電容或其中一個(gè)電容來(lái)調(diào)整振蕩頻率，其頻率的可調(diào)范圍在幾十個(gè)ppm左右。但是這種調(diào)整方法存在下述兩個(gè)問(wèn)題：

圖1：一般的實(shí)時(shí)時(shí)釧IC振蕩電路

● 批量生產(chǎn)時(shí)，必須由人工來(lái)調(diào)整微調(diào)電容的容量，因而難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

　　● 要定量地把握調(diào)整量十分困難。

電路特點(diǎn)

　　RV5C338A是理光公司近期推出的，可以由軟件來(lái)校正振蕩頻率的實(shí)時(shí)時(shí)鐘IC，RV5C338A的主要技術(shù)指標(biāo)如下：

　　● CPU接口電源電壓：2.5～5.5V

　　● 時(shí)鐘電源電壓:1.45～5.5V

　　● CPU接口:串行三線式

　　● 時(shí)鐘耗電:0.35μA(VDD＝3V)

　　● 外型尺寸:2.9×4.0×1.2mm

　　所謂CPU接口電源電壓，是指CPU與為了訪問(wèn)CPU的RTC的電源電壓。而所謂時(shí)鐘電源電壓，是指即使不能訪問(wèn)CPU，RTC內(nèi)部時(shí)鐘仍可以正常工作的電源電壓。

工作原理

　　在通常情況下，將32768Hz的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行1/32768分頻后構(gòu)成秒信號(hào)，然后如圖2那樣，將這一分頻比每20秒鐘刷新一次，其改變的范圍為32768±124Hz，從而可以改變秒信號(hào)的時(shí)間長(zhǎng)度。分頻比的調(diào)整可以在寄存器中設(shè)定，例如分頻比大于32768時(shí)，時(shí)鐘走時(shí)就慢，減小分頻比可以使它走快。這個(gè)調(diào)整范圍如果按時(shí)鐘的精度進(jìn)行換算，則相當(dāng)189ppm（月差約±490秒）。用這樣的軟件來(lái)校正時(shí)間有下述優(yōu)點(diǎn)：

圖2：時(shí)間誤差的較正方法

● 批量生產(chǎn)時(shí)容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化

　　● 幾乎不存在外接元件隨時(shí)間變化的影響

　　● 可以正確地把握調(diào)整量并實(shí)現(xiàn)控制，例如可以進(jìn)行這樣的調(diào)整：時(shí)鐘一天內(nèi)快3秒，則可以將它調(diào)慢3秒。

電路說(shuō)明

　　圖3為RV5C338A的內(nèi)部框圖。為了通過(guò)設(shè)定寄存器的值來(lái)調(diào)整時(shí)鐘的快慢，片內(nèi)設(shè)置了穩(wěn)定振蕩頻率的電容器。

圖3：RV5C338A的內(nèi)部框圖

圖4：使用RV5C338A的電路實(shí)例

圖4是RV5C338A的應(yīng)用電路實(shí)例。圖中D1、D2組成后備系統(tǒng)切換電路，它由二極管構(gòu)成“或”門電路。這里二極管應(yīng)使用正向電壓VF小于0.3V（IF＝100μA時(shí)）的器件，如果大于0.3V的話，則將有一個(gè)超過(guò)（VDD+0.3V）的電壓加到SIO端口上，嚴(yán)重時(shí)將會(huì)損壞RTC。

　　另外，VF越是小的二極管，其反向電流就越大，因此接入后備系統(tǒng)時(shí)的漏電流也越大。在圖4中使用了反向電流為1μA的RB520S-30，從理論上計(jì)算，常溫下備用系統(tǒng)可以使用10年以上。晶振采用C-001R，振蕩頻率為32768Hz，后備電池使用常用的CR2025，電阻R為限流電阻，二極管D1損壞時(shí)它起著保護(hù)備用電池的作用。

目前，具有同RV5C338A相同封裝的器件有三種，它們都可以同串行接口連接：

　　● RV5C348A/B：4線式串行接口

　　● RV5C338A/RV5C339A：3線式串行接口

　　● RV5C386A/RV5C387A：I2C總線接口