实时时钟芯片应用设计时必须要考虑的事项（二）

2020.10.26

　　时钟格式

　　RTC用到了3种主要的数据格式，BCD格式，带月，星期，年等单独寄存器的二进制格式和无格式的二进制寄数器格式。

　　BCD是最常用的一种格式。它流行的一个原因是时间和日期数据可以很方便的读取，而不用转换。每8位寄存器代表两个数字（每个数字一个半位），每4位比特二进制表示数字0到9。图1显示出了一个典型二进制时钟格式图。

　　因为有些位在特殊的时间或日期领域里不需要，这些位可以用于特殊的功能，一般情况下是用作读/写位的，也可以用硬件读返回而总是处于1或0状态，这是由设计来决定的。在图1中，秒寄存器的第7位是用作时钟中断位（CH）的。

　　第二种是二进制形式，各个单独的寄存器和BCD格式一样。在带BCD格式的时钟上二进制格式通常是可以编程进行选择的。

　　第三种是在某种参考点的无格式二进制值中，用单个的多字节寄存器来表示秒时间。

　　图1.典型时间和日期寄存器图

　　时间和日期寄存器每秒更新一次。日期的变化值依据月和二月所处的年而不同。星期寄存器除多总线时钟外，与其它寄存器无关。星期寄存器在午夜增加，并从7到1变化。只要在程序中的分配是连续的，程序员可以选定任何特殊的一天作为“1”。在总线复用时钟中，星期天必须是“1”，因为星期寄存器用白天保存测试。在先前的午夜变化上，为白天保存的测试在午夜完成了，当测试白天保存功能时这必须说明。

　　当时钟格式由12小时格式成24小时格式，或从BCD格式变成二进制格式，或从二进制格式变成BCD格式，时间，日期，报警寄存器都必须重新进行初始化。

　　无格式的二进制计数器时钟有一个单独的寄存器，代表性地是32位，每秒能增加一次。通常，寄存器值00H被认为是某些缺省的时间或日期值。例如，格林尼治时间1970年1月1号00：00：00就是“0点”。寄存器中的二进制值就代表从那一点走过的时间。软件程序必须把32位的二进制值变成可以读写的时间和日期，并且将用户数据转化成二进制值。

　　Y2K Compliance

　　FS半导体RTCs 与Y2K相适应，兼容Y2K，或者是不包括对日期敏感的逻辑。一个适应Y2K的时钟有这些逻辑，包括世纪信息（有世纪数字或世纪位），能够正确计算闰年直到2099年，但要求系统软件对世纪进行跟踪。二进制秒时钟没有对日期敏感的逻辑，软件必须计算正确的日期，包括闰年的正确性。

　　晶振和精确度

　　晶振是一种最精确的可以用来提供固定频率的电路。32768Hz的晶振用于大多数RTCs。通过划分晶振的输出频率，一个1HZ的参考频率可用于更新时间和日期。时钟的精确度主要取于晶振的精确度。调谐晶振对温度有一个抛物线响应（图2）。23ppm的误差大约为每月一分钟。

　　在特殊的容性负载下，晶振能调到正确的频率处振荡。在一个设计能提供6pF 电容负载的晶振的RTC中，用一个调到12.5pF的电容负载的晶振会导致RTC走得要快。

　　图2.晶振的精确度与温度

　　晶振的连接

　　所有FS的RTCs的内部都有一个偏置网络。晶振应直接连到X1和X2的引脚上，而没其它任何元件（图3）。晶振应尽可能近的接近X1和X2引脚。地平面应置于晶振，X1和X2下面（图4）。数字信号线应当远离晶振和晶振的引脚，有严重辐射的RFI的元件应屏蔽起来且远离晶振。低功耗的晶振电路对附近的RFI敏感，RFI会引起时钟走时变快。

　　图3.RTC-等效电路显示其内部的偏置网络