RTC@@@Real-Time Clock(实时时钟的简称）及电路问题分析

RTC@@@Real-Time Clock(实时时钟的简称）

实时时钟（Real-Time Clock）是PC主板上的晶振及相关电路组成的时钟电路的生成脉冲，提供稳定的时钟信号给后续电路用。主要功能有:时钟，日历，闹钟，周期性中断输出，32KHz时钟输出。

@@@@@@@@@@@@个人理解如下：

@@@@@工作条件：

1，电源供电。2，时钟源（晶体）。

@@@@@分类：

1，内置。（指RTC主要电路在SOC芯片内部，外部只提供电源供电和时钟源晶体）。2，外置。（指RTC主要电路在外部，包括：RTC时钟芯片，电源和时钟源晶体）。

@@@@@@工作情况：

1，开机上电，当RTC开始供电正常，晶体起振正常输出32.768KHZ。基本排除硬件问题。只要软件是OK的此时，桌面时间应可以正常更新增加。

2，关机断电，只要电池电压正常，晶体起振正常输出32.768KHZ。基本排除硬釿问题。此时时间应该能保存及时间可以正常更新增加。

备注：不管开机还是关机，只要RTC供电（及电池供电）正常，晶体都应该输出32.768KHZ，否则就应该检查硬件。

实时时钟

实时时钟的缩写是RTC(Real_Time Clock)。RTC 是集成电路，通常称为时钟芯片。

实时时钟芯片是日常生活中应用最为广泛的消费类电子产品之一。它为人们提供精确的实时时间,或者为电子系统提供精确的时间基准,目前实时时钟芯片大多采用精度较高的晶体振荡器作为时钟源。有些时钟芯片为了在主电源掉电时，还可以工作，需要外加电池供电。

发展历史

1）.早期RTC产品

早期RTC产品实质是一个带有计算机通讯口的分频器。它通过对晶振所产生的振荡频率分频和累加，得到年、月、日、时、分、秒等时间信息并通过计算机通讯口送入处理器处理。

这一时期RTC的特征如下：在控制口线上为并行口；功耗较大；采用普通CMOS工艺；封装为双列直插式；芯片普遍没有现代RTC所具有的万年历及闰年月自动切换功能，也无法处理2000年问题。现在已经被淘汰。

2）.中期RTC产品

在20世纪90年代中期出现了新一代RTC，它采用特殊CMOS工艺；功耗大为降低，典型值约0.5μA以下；供电电压仅为1.4V以下；和计算机通讯口也变为串行方式，出现了诸如三线SIO/四线SPI，部分产品采用2线I2C总线；包封上采用SOP/SSOP封装，体积大为缩小；

功能上：片内智能化程度大幅提高、具有万年历功能，输出控制也变得灵活多样。其中日本RICOH推出的RTC甚至已经出现时基软件调校功能（TTF）及振荡器停振自动检测功能而且芯片的价格极为低廉。目前，这些芯片已被客户大量使用中。

3）.最新一代RTC产品

最新一代RTC产品中，除了包含第二代产品所具有的全部功能，更加入了复合功能，如低电压检测，主备用电池切换功能，抗印制板漏电功能，且本身封装更小（高度0.85mm，面积仅为2mm*2mm）。

实时时钟硬件结构

1） 晶振

晶振一般叫做晶体谐振器，是一种机电器件，晶振是石英振荡器的简称，英文名为Crystal是用电损耗很小的石英晶体经精密切割磨削并镀上电极焊上引线做成。

晶振的作用：提供基准频率。

RTC的晶振：

任何实时时钟的核心都是晶振，晶振频率为32768 Hz 。它为分频计数器提供精确的与低功耗的实基信号。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，晶振必须正常工作，不能够收到干扰。RTC的晶振又分为：外部晶振和内置晶振。

RTC的晶振频率为什么是32768Hz？

① RTC时间是以振荡频率来计算的。故它不是一个时间器而是一个计数器。而一般的计数器都是16位的。又因为时间的准确性很重要，故震荡次数越低，时间的准确性越低。所以必定是个高次数。215 = 32768 。

② 32768 Hz = 215 即分频15次后为1Hz，周期 = 1s。

③ 经过工程师的经验总结32768 Hz，时钟最准确。

④ 规范和统一。

日历时钟结构框图

实时时钟总线接口

常用的时钟芯片分为并行接口和串行接口两大类(并行时钟芯片数据传送速率较快,连线多,不利于缩小产品体积,且占用较多的CPU端口资源。串行时钟芯片只需占用CPU的2-3条I/O口线，可大大减小产品体积线接口。

实时时钟时钟误差

实^[1] 时时钟芯片的时间误差主要来源于时钟芯片中晶振的频率误差,而晶振的频率误差主要是由于温度变化引起的.所以,把温度对晶振谐振频率所产生的误差进行有效的补偿,是提高时钟精度的关键.石英晶体谐振频率误差补偿方法,是在晶振谐振频率随着温度的变化存在误差已知的基础上, 对产生1Hz频率的分频计数器进行精确补偿的方法。

RTC最重要的功能是提供到2099年内的日历功能，对于时间来说，无论快慢都是误差，而匹配电容在RTC的外围器件上起到非常重要的作用，它可以适当修正晶体与RTC之间匹配问题。