時(shí)鐘芯片，顧名思義，其就是一種具有時(shí)鐘特性，能夠現(xiàn)實(shí)時(shí)間的芯片。時(shí)鐘芯片屬于是集成電路的一種，其主要有可充電鋰電池、充電電路以及晶體振蕩電路等部分組成，目前，被廣泛的應(yīng)用在各類(lèi)電子產(chǎn)品和信息通信產(chǎn)品中。

時(shí)鐘芯片的主要作用

一、時(shí)鐘芯片具有顯示時(shí)間與記錄時(shí)間的功能作用。

時(shí)鐘芯片最基本的作用就是顯示時(shí)間和記錄時(shí)間的時(shí)鐘作用，而且時(shí)鐘芯片的的時(shí)鐘顯示功能及其強(qiáng)大，可以顯示出年、月、日、星期、時(shí)、分、秒所有的時(shí)間單位，而且時(shí)鐘芯片還具有著精確的閏年補(bǔ)嘗功能。

二、時(shí)鐘芯片具有鬧鈴作用。

在人們?nèi)粘５纳钪?，鬧鈴最大的作用就是提醒時(shí)間。幾乎全部的手機(jī)、電腦等科技產(chǎn)品都具有著鬧鈴設(shè)置功能，而鬧鈴之所以能夠設(shè)置，其原因就是時(shí)鐘芯片具有鬧鈴作用。

三、時(shí)鐘芯片具有數(shù)據(jù)記錄作用。

鋰電池是時(shí)鐘芯片中的組成部件之一，并且在時(shí)鐘芯片斷電或者關(guān)機(jī)之后，鋰電池可以通過(guò)芯片內(nèi)部電路實(shí)現(xiàn)芯片供電，使時(shí)鐘芯片在斷電后仍可以運(yùn)行很長(zhǎng)一段時(shí)間，確保時(shí)鐘芯片內(nèi)部記錄的數(shù)據(jù)不丟失。

四、時(shí)鐘芯片具有數(shù)據(jù)斷電保護(hù)作用。

時(shí)鐘芯片之作用能夠記錄和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，是因?yàn)槠鋬?nèi)部有一個(gè)RAM單元，此ram單元一部分用于對(duì)時(shí)鐘顯示的控制，絕大一部用于單元數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，而且此RAM單位具有著斷電保護(hù)功能。

五、時(shí)鐘芯片具有很好的檢測(cè)功能。

時(shí)鐘芯片的接口較為簡(jiǎn)單，而且可以與多種軟件連接，并且可以通過(guò)軟件進(jìn)行功能屏蔽，實(shí)現(xiàn)對(duì)其性能的測(cè)試。

高精度時(shí)鐘芯片——ds3231

DS3231是低成本、高精度I2C實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC），具有集成的溫補(bǔ)晶振（TCXO）和晶體。該器件包含電池輸入端，斷開(kāi)主電源時(shí)仍可保持精確的計(jì)時(shí)。集成晶振提高了器件的長(zhǎng)期精確度，并減少了生產(chǎn)線的元件數(shù)量。DS3231提供商用級(jí)和工業(yè)級(jí)溫度范圍，采用16引腳300mil的SO封裝。

RTC保存秒、分、時(shí)、星期、日期、月和年信息。少于31天的月份，將自動(dòng)調(diào)整月末的日期，包括閏年的修正。時(shí)鐘的工作格式可以是24小時(shí)或帶/AM/PM指示的12小時(shí)格式。提供兩個(gè)可設(shè)置的日歷鬧鐘和一個(gè)可設(shè)置的方波輸出。地址與數(shù)據(jù)通過(guò)I2C雙向總線串行傳輸。精密的、經(jīng)過(guò)溫度補(bǔ)償?shù)?a target="_blank">電壓基準(zhǔn)和比較器電路用來(lái)監(jiān)視VCC狀態(tài)，檢測(cè)電源故障，提供復(fù)位輸出，并在必要時(shí)自動(dòng)切換到備份電源。另外，/RST監(jiān)視引腳可以作為產(chǎn)生μP復(fù)位的手動(dòng)輸入。

除計(jì)時(shí)精度高之外，DS3231還具有一些其它功能，這些功能擴(kuò)展了系統(tǒng)主機(jī)的附加功能和選擇范圍。該器件內(nèi)部集成了一個(gè)非常精確的數(shù)字溫度傳感器，可通過(guò)I2C*接口對(duì)其進(jìn)行訪問(wèn)（如同時(shí)間一樣）。這個(gè)溫度傳感器的精度為±3°C。片上控制電路可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)電源檢測(cè)，并管理主電源和備用電源（即低壓電池）之間的電源切換。如果主電源掉電，該器件仍可繼續(xù)提供精確的計(jì)時(shí)和溫度，性能不受影響。當(dāng)主電源重新加電或電壓值返回到容許范圍內(nèi)時(shí)，片上復(fù)位功能可用來(lái)重新啟動(dòng)系統(tǒng)微處理器。

ds3231關(guān)鍵特性

0°C至+40°C范圍內(nèi)精度為±2ppm -40°C至+85°C范圍內(nèi)精度

為±3.5ppm為連續(xù)計(jì)時(shí)提供電池備份輸入

工作溫度范圍 商用級(jí)：0°C至+70°C 工業(yè)級(jí)：-40°C至+85°C

低功耗

實(shí)時(shí)時(shí)鐘產(chǎn)生秒、分、時(shí)、星期、日期、月和年計(jì)時(shí)，并提供有效期到2100年的閏年補(bǔ)償

兩個(gè)日歷鬧鐘

可編程方波輸出

高速（400kHz）I2C接口

工作在3.3V數(shù)字溫度傳感器輸出：精度為±3°C

老化修正寄存器 /RST輸出/按鈕復(fù)位去抖輸入

通過(guò)美國(guó)保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室協(xié)會(huì)（UL）認(rèn)證

高精度時(shí)鐘芯片——M41TC8025

采用SO-14封裝，在3.0V電源供電時(shí)，典型工作電流為0.8μA，在規(guī)定工作溫度范圍內(nèi)，確保計(jì)時(shí)精度：在-40至85°C范圍內(nèi)，最大誤差±5.0ppm（約2.5分鐘/年）在0至50°C范圍內(nèi)，最大誤差±3.8ppm（小于2分鐘/年，內(nèi)置高穩(wěn)定性32KHz溫度補(bǔ)償晶振，時(shí)間日歷提醒（有中斷功能），固定周期定時(shí)器中斷功能，時(shí)間更新中斷功能，可編程頻率輸出（1Hz，1024Hz和32768H），400kHzI2C接口。

M41TC8025引腳圖及功能

M41TC8025內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

高精度時(shí)鐘芯片——HYM8025

HYM8025是內(nèi)置高精度調(diào)整的32.768kHz晶振的I2C總線接口方式的實(shí)時(shí)計(jì)時(shí)器。除了具有6 種發(fā)生中斷功能、2個(gè)系統(tǒng)的鬧鐘功能、對(duì)內(nèi)部數(shù)據(jù)進(jìn)行有效無(wú)效判定的振蕩停止檢測(cè)功能、電源電壓監(jiān)視功能等外，還配有時(shí)鐘精度調(diào)整功能，可以對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行任意精度調(diào)整。

內(nèi)部振蕩回路是以固定電壓驅(qū)動(dòng)，因而可獲得受電壓變動(dòng)影響小且穩(wěn)定的32.768kHz時(shí)鐘輸出。本產(chǎn)品功能多樣，采用貼片封裝形式，最適用于三表、手機(jī)、攜帶終端及其他小型電子機(jī)器等。

HYM8025特點(diǎn)

內(nèi)置高精度頻率調(diào)整的32.768kHz 晶振（Ta=+25℃時(shí)±5×10-6）

支持I2C-BUS 高速模式（400kHz）

計(jì)時(shí)（時(shí)、分、秒）、日歷（年、月、日、星期）的計(jì)數(shù)功能（BCD 代碼）

可選擇12/24 時(shí)間制式

自動(dòng)判別至2099 年的閏年

內(nèi)置高精度計(jì)時(shí)精度調(diào)整電路

CPU 中斷產(chǎn)生功能（周期1個(gè)月~0.5 秒、具有中斷請(qǐng)求、中斷停止功能）

雙報(bào)警功能（Alarm_W： 星期、時(shí)、分，Alarm_D： 時(shí)、分）

32.768kHz 時(shí)鐘輸出（帶控制引腳的CMOS 輸出）

振蕩停止檢測(cè)功能

電源電壓監(jiān)視功能

2V~5.5V 的計(jì)時(shí)（保持）電壓范圍

低消耗電流 4.0μA /3.0V （Typ.）

高精度時(shí)鐘芯片——SD2500RAM

SD2500RAM系列是一種具有內(nèi)置晶振、NVSRAM、IIC串行接口的高精度實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片， CPU可使用該接口通過(guò)7位 地址來(lái)尋址讀寫(xiě)片內(nèi)122字節(jié)的數(shù)據(jù)（包括時(shí)間寄存器、報(bào)警寄存器、控制寄存器、溫度寄存器、電池電量寄存器、70字節(jié)的用戶SRAM寄存器及8字節(jié)的ID碼寄存器）。

SD2500RAM系列芯片內(nèi)置晶振及數(shù)字溫度補(bǔ)償，用戶可以不用顧慮因外接晶振、諧振電容等所帶來(lái)的元件匹配誤差問(wèn)題、晶振溫度特性問(wèn)題及可靠性問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)在常溫及寬溫范圍內(nèi)不需用戶干預(yù)、全自動(dòng)、高可靠計(jì)時(shí)功能;SD2500可保證時(shí)鐘精度為±5ppm（在25℃左右），即年誤差小于2.6分鐘；該芯片內(nèi)置一次性電池，電池使用壽命可在五年左右（工業(yè)級(jí)和民用級(jí)時(shí)間不同）。

SD2500RAM系列內(nèi)置8字節(jié)的ID，每一顆芯片具備唯一的身份識(shí)別碼。

SD2500RAM系列芯片內(nèi)置單路定時(shí)/報(bào)警中斷輸出，報(bào)警中斷時(shí)間可最長(zhǎng)設(shè)至100年;該系列芯片可滿足對(duì)實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片的各種需要，有工業(yè)級(jí)產(chǎn)品可供選擇，且軟件和管腳與以前的SD2400RAM兼容，是在選用高精度實(shí)時(shí)時(shí)鐘時(shí)的理想選擇。

SD2500RAM性能

低功耗：典型值0.6μA（VBAT=3.0V，Ta=25℃）。

工作電壓：3.3V～5.5V，工作溫度：民用級(jí)0℃～70℃，工業(yè)級(jí)－40℃～+85℃（部分內(nèi)置電池產(chǎn)品

工作溫度范圍－30℃～+80℃）。

標(biāo)準(zhǔn)IIC總線接口方式，最高速度400kHZ。

年、月、日、星期、時(shí)、分、秒的BCD碼輸入/輸出，并可通過(guò)獨(dú)立的地址訪問(wèn)各時(shí)間寄存器。

閏年自動(dòng)調(diào)整功能（從2000年~2099年）。

可選擇12/24小時(shí)制式。

5種中斷均可選擇從INT腳輸出，并具有4個(gè)中斷標(biāo)志位。

內(nèi)置年、月、日、星期、時(shí)、分、秒共7字節(jié)的報(bào)警數(shù)據(jù)寄存器及1字節(jié)的報(bào)警允許寄存器，共有96種組合報(bào)警方式，并有單事件報(bào)警和周期性報(bào)警兩種中斷輸出模式，報(bào)警時(shí)間最長(zhǎng)可設(shè)至100年。

周期性頻率中斷輸出：從4096Hz～1/16Hz……1秒共十四種方波脈沖。

自動(dòng)重置的三字節(jié)共24位的倒計(jì)時(shí)定時(shí)器，可選的4種時(shí)鐘源（4096HZ、1024HZ、1秒、1分鐘），最小定時(shí)為244us，最長(zhǎng)定時(shí)可到31年，通過(guò)計(jì)算可獲得較精確的毫秒級(jí)定時(shí)值。

70Bytes通用SRAM寄存器可用于存儲(chǔ)用戶的一般數(shù)據(jù)。

內(nèi)置16kbit～512kbit的非易失性SRAM（C/D/E/G型），其擦寫(xiě)次數(shù)100億次，且沒(méi)有內(nèi)部寫(xiě)延時(shí)。

內(nèi)置電池使用壽命—一次性民用級(jí)：3~5年， 一次性工業(yè)級(jí)或充電電池：5~10年。

后備電池輸入腳VBAT：當(dāng)內(nèi)部電池因壽命等原因報(bào)廢時(shí)，可用外加的電池給時(shí)鐘作備電。

具有可控的32768HZ方波輸出腳F32K，可以位允許/禁止32K輸出

內(nèi)置8bit轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字溫度傳感器，為了節(jié)省電池電量消耗，設(shè)為VDD模式下60S間隔測(cè)溫一次，電池模式600S間隔測(cè)溫一次。

內(nèi)置晶振和諧振電容，芯片內(nèi)部通過(guò)高精度補(bǔ)償方法，實(shí)現(xiàn)在寬溫范圍內(nèi)高精度的計(jì)時(shí)功能，其中25℃精度《±5ppm，即時(shí)鐘年誤差小于2.6分鐘（在25±1℃下）。

內(nèi)置電池電壓檢測(cè)功能，可讀取當(dāng)前電池電壓值（三位有效數(shù)），設(shè)置高低電池報(bào)警電壓值并從INT腳輸出中斷。

芯片依據(jù)不同的電壓自動(dòng)從VDD切換到VBAT或從VBAT切換到VDD。當(dāng)芯片檢測(cè)到主電源VDD掉到2.4V電壓以下且VDD小于VBAT，芯片會(huì)轉(zhuǎn)為由接在VBAT的后備電池供電；當(dāng)VDD大于VBAT或VDD大于2.4V，則芯片會(huì)轉(zhuǎn)為由VDD供電。（內(nèi)置電源模式指示位PMF，VDD模式時(shí)PMF=0，VBAT模式時(shí)PMF=1）。

內(nèi)置8字節(jié)的ID碼，芯片出廠之前設(shè)定的、全球唯一的身份識(shí)別碼。

內(nèi)置IIC總線0.5秒自動(dòng)復(fù)位功能（從Start命令開(kāi)始計(jì)時(shí)），該功能可以避免IIC總線掛死問(wèn)題。

內(nèi)置三個(gè)時(shí)鐘數(shù)據(jù)寫(xiě)保護(hù)位， 避免對(duì)數(shù)據(jù)的誤寫(xiě)操作，可更好地保護(hù)數(shù)據(jù)。

內(nèi)置軟件可控VBAT模式IIC總線通信禁止功能（BATIIC=0，VBAT模式下禁止IIC通信；BATIIC=1，VBAT模式下允許IIC通信。上電默認(rèn)值BATIIC=0），從而避免在電池供電時(shí)CPU對(duì)時(shí)鐘操作所消耗的電池電量，也可避免在VDD上、下電的過(guò)程中因CPU的I/O端口所輸出的不受控的雜波信號(hào)對(duì)時(shí)鐘芯片的誤寫(xiě)操作，進(jìn)一步提高時(shí)鐘芯片的可靠性。

內(nèi)置上電復(fù)位電路及上電指示位RTCF，當(dāng)包括電池在內(nèi)的所有電源第一次上電時(shí)該位置1。

內(nèi)置電池電壓欠壓指示位BLF，當(dāng)電池電壓低于2.2V時(shí)BLF位置1。

內(nèi)置停振檢測(cè)位OSF，當(dāng)內(nèi)部振蕩器停止振蕩時(shí)該位置1。

內(nèi)置電源穩(wěn)壓，內(nèi)部計(jì)時(shí)電壓可低至2.3V。

芯片管腳 ESD》2KV。

芯片在興威帆的評(píng)估板上可通過(guò)4KV的群脈沖（EFT）干擾。

CMOS 工藝

SD2500RAM功能框圖