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M41T62 串行访问实时时钟与报警

在许多应用中都需要日期以及时间信息,而实时时钟就提供了这样的功能。例如,在数据存储应用中,全部的文件都具有日期以及时间属性,这些属性在每一次文件建立或者修改的时都要进行更新,必须在这些属性每次更新时能够访问实时时钟RTC的数据。

实时时钟RTC能够在软件以及ASIC逻辑电路中实现,但是要维持这个时钟的运行,需要克服额外的电源管理挑战。虽然有低功耗微处理器以及ASIC可用,但是这些器件仍然比专用的实时时钟芯片消耗更多的电流,并且不能在很大的电压范围内工作。
一个较好的解决方案就是采用ST公司新推出的M41T6x系列的串行实时时钟RTC芯片,这些器件消耗的电流低,工作电压低,并且采用体积较小的QFN封装。

M41T6x 系列芯片在3.0V电压条件下的典型消耗电流只有350nA,这使得ST公司能够成为业界低功耗设计的领先者。
该系列实时时钟RTC芯片不包含电池切换电路,但是该系列芯片定位于不需要电池切换的产品。在当今的许多应用中,整个系统经常需要备份,因此像RTC这样的元件就不需要片内备份电源。另一个例子是在不需要电池切换的应用场合,采用电容备份供电。电容器的充电二极管本身就具备切换功能。
对于手持式产品,RTC可能要在系统电池关断的情况下保持继续运行,因此,需要由电容器备份供电。同时因为没有备份供电电路,实时时钟RTC可以做得很小,并且成本很低,消耗的功率也很低。因为在手持式系统以及电池供电产品中,电流消耗的大小非常重要,所以RTC的休眠电流是一个很关键的参数。该参数决定了电量消耗的速率――即电池能够工作多长时间,也决定了电容器备份供电的时间长短。由于只消耗350nA的电流,可以通过一个电容器提供数分钟至数月的备份供电,并且不会遇到采用电池时经常遇到的问题。

M41T62 产品特性:
  1. 3.0V电压下350nA的休眠电流(典型值);
  2. 1.3V 至 3.6V 工作电压――可在低至1.0V下仍然能够保持计时;
  3. 400KHz I2C 接口;
  4. 年份、月份、日期、星期、小时、分钟、秒钟、十分秒以及百分秒的BCD格式寄存器;
  5. 2 位世纪位(兼容Y2.1K格式);
  6. 闰年自动调整;
  7. 无铅QFN16封装;
    –40° 至 +85°C 的工作温度范围;
  8. 可编程报警以及中断;
  9. 可编程方波输出;以及专用32KHz输出
M41T62 工作要求

虽然5V电压的应用仍然还很普遍,但是对5V电压的需求越来越小,对3V以及3.3V的供电电压的需求越来越大。而且,下一代产品的供电电压有望达到1.8V。M41T6x 系列芯片能够在 1.3V 至3.6V的电压下工作,不仅能够满足当今的需求,也能满足将来的需求,而且,芯片能够在低至1.0V的电压下一直保持计时,这些杰出的性能能够令任何用户满意。

在电容器备份供电的产品中(因为这些器件能够在低至1.0V的电压下一直保持计时),M41T6x 系列RTC芯片能够使用存储于备份电容器中更多的电量,因此能够大大延长备份供电的时间。这也意味着,如果备份供电时间确定的话,只需较小的电容器即可满足要求。对于在电容器备份供电的应用中经常用到双层电容器(即所谓的“超级电容器”),减小电容器的容量就会降低成本。

较低的计时电压还意味着,在系统电压经常变动的应用场合,例如电池供电系统以及手持式设备中,计时功能会变得很稳定,因为只有电压下降到下限以下,时钟才会丢失。当手持式设备的可充电电池经过一天的使用后电压开始下降时,时钟依然会保持运行,而不必对时钟进行重新设定。

当Vcc电压大幅下降至对于电路的可靠工作来说太低,但是又没有达到正确的掉电/上电的顺序所需的电压时,就会出现电量过低的现象。一些寄存器就会受到干扰,因而可能会丢失实时计时。

为了能够侦测电量过低情况,M41T6x 系列元件包含了一个晶体振荡器故障侦测电路。如果由于Vcc电压过低,导致振荡器间歇地工作,或者完全停止运行,一个专用的滤波器能够侦测到这种情况,并设置一个指示发生这种情况的标志位。系统软件就可以检查该位的状态来确认时间计时是否处于正常工作状态。这个特性:对于很多用户来说都是一个关键的特性:,也是这类器件的一个卖点。

M41T62芯片包含有一个看门狗以及一个报警电路,还有一个可编程方波输出,该方波在上电时的默认频率为32kHz。校准特性:功能使得用户能够得到每月低至+/–5秒的精度,振荡器故障侦测电路则在时间计时可能发生中断的时候给出指示(由于电量过低)。它还提供十分秒以及百分秒时间分辨率。在3.0V 的电压下M41T62 只消耗350nA,这使得该器件的性能十分杰出。
M41T62 技术支持与电子电路设计开发资源下载
  1. M41T62 数据手册DataSheet下载.PDF
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