微控制器定时器中的实时时钟 (RTC)
实时时钟概述
实时时钟的基本功能是产生一秒钟的间隔并保持连续计数。
RTC的基本功能
RTC 的两个主要要求是精度和连续运行。
实时时钟硬件特性
RTC通常具有自己的内部振荡器,带有外部晶振和使用外部基准的选项。所有时钟源的运行频率均为 32,768 Hz。外部时钟源允许使用非常精确和稳定的器件,例如 TCXO(温度补偿晶体振荡器)。使用多路复用器选择时钟源,并输入到预分频器,预分频器将时钟除以 32,768 (2^15) 倍数,产生 1 秒时钟。
最基本的RTC有一个秒计数器,通常为 32 位或更多。一些 RTC 具有专门的计数器来记录一天中的时间和日期。通常情况下,计数器需要靠 RTC 及软件的配合来实现时间和日期,如:给其输出引脚提供1Hz方波。RTC 通常具有专用电源引脚,以便在断电时继续保持运行。此电源引脚通常连接到电池或单独的电源。
RTC精度和频率补偿
RTC 的精度取决于 32,768 Hz 时钟源。在精心设计的晶体振荡器中,误差的主要来源是晶体。 TCXO温补晶振可用于高精度定时。
晶体的误差主要有三个来源。
- 初始电路和晶体容差
- 晶体随温度的变化
- 晶体老化
RTC精度
温度变化对晶体频率精度的影响
此图上的深蓝色迹线显示了典型的初始容差和随温度的变化。粉红色迹线仅显示温度误差。