华程信息技术 - 维库电子市场网.pdf

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1、带数字校准功能高精度时钟芯片AT8372A/B设计考虑作者：徐维锋武汉芯景科技有限公司实时日历时钟芯片广泛应用于电子系统产品中，时间无处不在！时钟日历芯片在应用选型上主要考虑以下几点：1）RTC时钟芯片通讯接口，RTC芯片与CPU的通讯接口主要有I2C、SPI、兼容SPI的3线接口以及并行接口等；2）时钟精度的要求，时钟芯片的时钟精度与所采用晶振的精度、PCB布线、晶振的负载电容等因素有关，下文详细讨论；3）时钟芯片抗干扰能力；4）性价比。AT8372A/B是武汉芯景科技有限公司推出的CMOS实时时钟/日历芯片。该芯片内置包括年/月/日/时/分/秒的计时器，在电路

2、中起到钟表的作用。系统可以设置和读取AT8372A/B中存放的当前时间，据此对数据进行相应处理（例如计费、显示、记录等）。不仅如此，AT8372A/B还含有时间校正电路，根据CPU提供的信号来消除晶振的频率误差，从而获得高精度的时钟信号，大大提高钟表走时的精确度。通过先2进的IC总线与系统之间串行传送数据，AT8372A/B比采用并行总线的同功能芯片大大减少电路板上的布线数目，非常适合于复杂系统。AT8372A/B目前提供TSSOP-8、SOP8封装形式，可应用于移动电话类通讯产品、便携仪器、电信计费、考勤机、电脑主板、微机外设„„等等一切与计时有关的电子产品中，

3、特别适合于时间精度要求严格的场合。器件特性：宽工作电压范围：1.45V～6.0V休眠电流典型值为0.5A包含两套独立的报警系统提供多种数据读写模式提供包括星期、小时、分钟的中断输出，中断信号可长时间有效（长达一个月）具备晶振停振检测功能可选择12小时/24小时显示模式提供软件校正功能，对晶振的振荡频率及稳定度要求不高，32.768KHz或32.000KHz的晶振均可使用AT8372A/B的功能框图：比较器A报警寄存器A32KHz输出控制比较器B报警寄存器BVDDOSCIN振分频器时间计数器荡分频校正（秒、分、时、星期、日期、月、年）VSS器OSC

4、OUT振荡地址地址寄存器INTRA检测解码器SCLI/O控制SDA中断控制移位寄存器INTRBAT8372A/B图1：AT8372A/B芯片电路结构框图AT8372A的引脚排布及说明：符号引脚号描述——————INTRB132.768KHz方波输出/报警中断B输出SCL2串行时钟输入（开漏）INTRB18VDDSCL27OSCINSDA3串行数据I/O（开漏）AT8372A/BSDA36OSCOUTVSS4地VSS45INTRA——————INTRA5周期性中断输出/报警中断A输出接晶振的另一个引脚。OSCI引脚引入外部OSCOUT6振荡器信号时，该引脚应悬空接晶

5、振的一个引脚，也可引入外部振荡器OSCIN7信号VDD8正电源典型应用电路：VccVcc10K32.768KHz10KVcc10K10K678OSCOUTOSCINVDD25SCLINTRACPUAT8372A31SDAINTRBVSS4图2：AT8372A/B典型应用图1.RTC芯片晶体振荡器选择的考虑任何实时时钟的核心都是晶振，它为分频计数器提供精确的与低功耗的时基信号，它可以用于产生秒、分、时、日等信息。为了确保时钟长期的准确性，晶振必须工作正常，不能受到干扰。芯景科技RTC芯片中的振荡器是Pierce-type振荡器的COMS反向器变体。图3表示了其主要的

6、参数。这些RTCs包括了完整的负载电容（CL1,CL2）和偏置电阻。Pierce振荡器利用了并联谐振模式下的晶体。采用并联谐振模式的晶体将在特定的负载电容的作用下产生某一固定频率的振荡。为了让振荡器产生正确的频率，振荡电路必须保证电容的负载正确。除了晶体之外，所有必须的元件都被集成在器件之内。如果有额外的诸如电容和电阻等元件被连接到X1和X2引脚，晶振将不能正常工作。这种情况下，直流工作点将发生偏移，晶振频率也会偏移，甚至在上电时，晶振不能正常起振。具有10pF电容和10M阻抗的被动示波器探针也会影响晶振正常工作。所有的32.768KHZ晶体都有等效电容。市场上最

7、为普遍的32KHZ晶体有两种类型：6pF和12.5pF。在操作时，晶体必须符合推荐的容性特性。图3，RTC晶振振荡电路图1.1晶体振荡电路精确度振荡电路频率的精确度依赖于晶振的精确度和晶体与振荡电路负载电容的匹配程度。如果电容负载低于晶振设计的要求，振荡频率将变快。反之，如果电容负载比设计的要求大，则振荡频率变低。除了晶振和振荡器失配之外，晶体工作环境温度的变化也会改变晶振的基本频率。芯景科技RTC使用了“音叉（tuningfork）”状晶体，该晶体的温差失调如图4所示。20ppm的误差大约相当于1分钟/月的误差。图4，晶振振荡频率与温度关系1.2晶体参数晶体振荡

8、器的等效负