RTC(实时时钟)

RTC电路

电路的作用是让时间持续不间断,如摄像头需要记录每次录像的实时时间,在断电状态下,再重启时间不会丢失

此芯片为 DS1339U-33+,3.3V 供电,pin1 和 pin2 脚接 32.768KHZ 的晶体,pin8 脚接 3.3V 电源,pin3 脚电池供电,这颗芯片的电源供电和电池供电不需要二极管,内部有切换电路,当 3.3V 电源断电后自动无缝切换到电池供电,控制方式 I2C 如上图 pin6 和 pin5 脚,此接口并接在 I2C 总线上,芯片地址:1101000,查阅芯片资料有介绍芯片的地址,所用晶体规格有明确说明 32.768KHZ 的晶体需要 6pf 负载电容,常规的 32.768KHZ 晶体都是 12.5pF。

3.3V 如何与电池切换

此颗芯片有个 Vpf 值,也就是电源跌落电压点 2.7-2.97V,假如 VCC3.3V<Vpf,VCC3.3V<Vbat,切换电池供电,也就是正常供电状态下,VCC3.3V 只要不断电就不会小于 Vpf,此种情况只有在电源出现故障的情况才会发生,通常都会大于 Vpf

也可以电路实现:

原理图省略

电池可以是充电电池

在电池充电上的应用比较麻烦,即要考虑充电电压,又要考虑供电电源与 I2C 总线的电平匹配,假如是 5V 电平总线,用充电电池上好选择。假如是 3.3V 供电,能兼容更多的 I2C 总线,所以通常都是固定容量的电池,例如上图的 CR1632 125mA

Internal RTC

原理图省略

  • 使用LDO为内部RTC的VDDBKUP供电是为了确保RTC在断电期间依然能够得到稳定、低噪声、低功耗的电源
  • 采用大电池给系统和 RTC 模块供电,则给 VDDIO_RTC 供电的 LDO 一定要选用超低静态电流的型号,Low IQ 在 2uA 以下可增加电池的给系统供电的使用时间。

External RTC

原理图省略

  • 芯片内置 RTC Only 功能,功耗 5uA,根据电池容量和需求待机时间 来选择是否使用内置 RTC 或 外置 RTC 芯片
  • 只有做锂电池类产品时可能会做待机唤醒等功能,才需要把 RTC 与 POR 等独立供电
  • 无需待机唤醒等功能的产品,RTC Power Domain 无需独立供电,与通用电源Power Domain 合一起
  • 负载电容根据晶振规格选用
### STM32F103中的RTC实时时钟原理 STM32F103系列微控制器内置的RTC模块提供了精确的实时时钟功能,能够显示当前时间和日期[^1]。该模块不仅是一个简单的定时器,更具备完整的时钟日历功能。通过内部的一个连续计数的计数器,在适当配置后可实现时间与日期的精准设定和读取。 #### 工作机制 RTC的核心在于其拥有的一个不断累加数值的寄存器——计数器。此计数器可以在特定条件下被重置或调整来改变所表示的时间点;而当达到预设阈值时,则会触发中断请求通知处理器更新下一个周期的数据[^2]。此外,为了确保即使在系统断电的情况下也能保持正确的时间信息,通常会在外部连接一颗纽扣电池给RTC供电。 #### 功能特性 除了基本的时间记录外,RTC还集成了自动唤醒单元以支持低功耗操作模式下的定时唤醒需求。这意味着即便是在休眠状态下,也可以依靠RTC完成诸如定期采集传感器数据之类的任务而不必让整个MCU一直处于工作状态从而节省能耗。 ```c // 配置RTC时基结构体初始化参数 RTC_TimeTypeDef sTime = {0}; RTC_DateTypeDef DateToUpdate = {0}; HAL_RTC_GetTime(&hrtc, &sTime, RTC_FORMAT_BIN); HAL_RTC_GetDate(&hrtc, &DateToUpdate, RTC_FORMAT_BIN); printf("Current Time: %02d:%02d:%02d\n", sTime.Hours, sTime.Minutes, sTime.Seconds); printf("Current Date: %02d/%02d/20%02d\n", DateToUpdate.Date, DateToUpdate.Month, DateToUpdate.Year); ``` 这段C语言代码展示了如何获取并打印由STM32F103上的RTC所提供的当前时间和日期信息。 ### 应用领域 由于其实现简单可靠且成本低廉的特点,RTC广泛存在于各类电子产品之中,比如个人电脑、移动电话以及众多物联网(IoT)节点里作为不可或缺的一部分存在。对于那些依赖于准确时间戳的应用程序来说,如金融交易系统或是工业自动化控制系统,拥有稳定可靠的RTC就显得尤为重要了[^3]。
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