基于I2C总线的温度自适应实时时钟芯片的设计

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1、华中科技大学硕士学位论文基于I<'2>C总线的温度自适应实时时钟芯片的设计姓名：李奥博申请学位级别：硕士专业：软件工程指导教师：应建华20090527华中科技大学硕士学位论文摘要实时时钟芯片具有产生秒、分、小时、日、星期、月、年的功能，并且具有闰年自动调整功能，广泛应用于手机、复费率电表、可编程时间控制器等需要微功耗和精确计时的场合。实时时钟的基本功能是保持跟踪时间及日期等信息，必要的特性是走时精确，而温度对时钟芯片所用晶振的影响难以避免，因此依据温度对时钟进行实时修调是必不可少的。2本文讨论的基于IC总线的实时时钟芯片除了具备基本的走时功能外，还具备了主电源掉电情况

2、下的备用电源供电和基于AD转换的集成温度补偿修调功能，无需通过外部PC即可依据当前温度及芯片所用晶体温频特性进行RTC的时钟修正，真正实现了温度“自适应”。本文的设计内容主要分为三个部分：首先进行RTC的设计，即时钟计数模块的2设计，包括电源管理模块及IC总线控制逻辑。其次聚焦于时钟修调模块，介绍其实现“温度自适应”的原理和电路设计。最后对保证修调系统高效工作的温度传感器、AD转换器、存储器以及整个系统进行设计说明。本芯片采用CSMC0.5umCMOS工艺，原理图的绘制、仿真及版图的绘制均基于Cadence软件完成。目前该芯片已流片成功，经测试各项结果均满足设计指标。

3、2关键词：实时时钟IC总线温度自适应AD转换数字频率修调I华中科技大学硕士学位论文AbstractReal-TimeClockcountsseconds,minutes,hours,dateofthemonth,dayoftheweak,monthandyearwithleap-yearcompensation.Itiswidelyusedinmobilephones,electricsupplymeters,programmablecontrollersandotherindustrialelectronicsandconsumerelectronics.Theba

4、sicfunctionofReal-TimeClockismaintainingtimeandthecalendarinformation,sotheprecisionisnecessaryandimportant.Becauseoftheeffectofthetemperaturecannotbeavoided,thefrequencytrimmingduringtothetemperatureisessential.2TheReal-TimeClockAppliedinIC-busdiscussedinthisarticlenotonlyprovidestimea

5、sbasicfunction,butalsohasabuilt-inpowersensecircuitthatdetectpowerfailuresandautomaticallyswitchestothebatterysupply.Inaddition,ithasafrequencytrimmingsystemwhichcanautomaticallychangingthetimeinformationduringtothetemperaturebasingontheADCandthetemperaturecharacteristicofthecrystal.Thi

6、sarticleisdividedintothreeparts:thefirstisthecircuitdesignoftheRTC,2includingpowermanagementandthecontrollogicoftheICprotocol.Thesecondpartisthedesignofthefrequencytrimmingcircuitwhichisadaptivetothetemperature.Thefinalpartintroducestheothercircuitofthefrequencytrimmingsystem,includesth

7、eADC,bandgapandthedigitalconverter.The0.6umCMOSDoublePolyDoubleMetalprocessisusedtofabricatethischip.UndertheCadencesoftwareenvironment,wedrawtheschematics,simulatedthecircuitsandcompletedthelayout.Nowthechiphasbeenfabricated.Aftertesting,allfunctionsmeettherequirements.Keyword