實時時鐘(RTC)是一種IC，可以跟蹤當前時間。微處理器通常可以通過串行接口讀取此信息，以方便軟件執行與時間有關的功能。RTC專為超低功耗而設計，因為它們通常在主系統斷電時仍可繼續運行。這樣一來，他們就可以根據絕對時間基準(通常由微處理器直接設置)來保持當前時間。圖1描述了一個簡單RTC的典型內部工作原理。

RTC是非常常見的元素。它們存在于從汽車儀表盤和信息娛樂系統到房屋計量的所有領域。RTC經常集成到其他設備中，例如，汽車無線電中使用的寬帶通信IC。

它們通常通過SPI或I 2 C串行總線連接到微處理器電路，并且可能包含許多其他功能，例如備份存儲器，用于監視微處理器的看門狗定時器和倒計時定時器以生成實時事件。一些RTC包括秒或分鐘中斷輸出，甚至足夠聰明以解決leap年問題。

RTC通過計數振蕩器的周期來維持其時鐘，該振蕩器通常是一個外部32.768kHz晶體振蕩器電路，一個內部基于電容器的振蕩器，甚至是一個嵌入式石英晶體。有些可以檢測轉換并計算可能連接的輸入的周期。

這可以使RTC能夠感測主電源上的50 / 60Hz紋波，或者檢測并累積來自GPS單元歷時滴答聲的過渡。執行此操作的RTC像鎖相環(PLL)一樣工作，將其內部時鐘參考移至“鎖定”到外部信號上。如果RTC失去了其外部基準，它可以檢測到此事件(由于其PLL失鎖)，并且可以從其內部振蕩器自由運行。

某些RTC將振蕩器設置保持在最后一個已知點，然后才失去與輸入的鎖定。時間分辨率是一個重要的考慮因素–您需要多精確地讀取當前時間？這由RTC數據手冊規定，但最終受振蕩器頻率限制。

從自己的內部基準運行的RTC將集成與晶體基準的絕對精度有關的誤差，并且受包括溫度在內的許多條件的影響。晶體被指定在通常為-10°C?60°C的溫度范圍內工作–如果設計超出此范圍，則會降低其精度(圖3)。

某些RTC具有集成的溫度補償功能，可以擴展并提高晶體振蕩器電路的精度。晶體也會老化，這會改變其物理性質，從而導致其他錯誤。典型的低成本晶體具有大約+/- 20ppm(百萬分之幾)的頻率公差，并且會緩慢累積誤差。+/- 20ppm的晶體每小時可能漂移高達72mS，或者每天漂移1.7秒。他們有時需要重新校準以校正漂移。

連接的處理器以某種方式獲得更新的“系統時間”，并將此新值寫入RTC以使其開始計數。系統時間可能來自用戶界面的手動輸入，讀取GPS單元或云連接。

RTC需要持續供電，并且必須具有極低的功耗。多數RTC在設備打開并處于活動狀態時使用數字電路電源，但在電路斷電時切換到連續連接的電源。該電源可以是專用電池，已充電的超級電容器，也可以是與市電分開的電源。

許多RTC可以檢測到這種轉換并進入超低功耗狀態，在這種狀態下，它們會關閉所有電路的電源，除了那些為了維持電池壽命而必須維持時鐘的電路。RTC還可以包括警報功能–設置時間，達到該時間時將觸發RTC驅動輸出以喚醒處理器。

總結

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