RTC (实时时钟) 晶振设计指南
实时时钟RTC模块和串口设计电子钟实验
实时时钟RTC模块和串口设计电子钟实验一、实验要求对开发板上STM32处理器的RTC模块进行操作。
RTC模块的当前时间通过串口传送给PC机的超级终端显示，若RTC模块还未设置时间则通过超级终端进行设置。
RTC的秒中断每发生一次，发光二极管LED1闪烁一次。
二、硬件电路设计在开发板上STM32F103VET6处理器的VBAT引脚接+3V钮扣电池，PB6引脚接LED1，晶振、USART等均已连接好。
该应用实例不需要额外电路设计，只需将用一根RS232串行通讯线将开发板的COM1口与PC机的串口相连即可。
三、软件设计思路根据设计要求，软件需实现以下任务：(1) 系统启动后检查RTC是否已设置。
由于RTC在BKP区域，当Vdd掉电之后可由后备电源提供电源，当后备电源连接到针脚VBAT上时，RTC的设置不会由于外部电源的断开而丢失。
在本例中先写一个值到BKP_DR1中以标示RTC是否已配置，在启动之后程序检查BKP_DR1的值，如果保持不变，则表示有后备电池；若BKP_DR1的值不是已经写入的值，则可能是BKP_DR1的值有误或者由于是第一次运行值还未写进去，则需要配置RTC，并且询问用户当前的时间作为RTC的起始值。
(2) 若BKP_DR1的值正确，则意味着RTC已配置，此时将在超级终端上按照每秒一次的频率更新时间。
(3) 在RTC秒中断发生时，连接到PB.05 的LED1灯改变一次状态，这样闪烁频率为2秒。
四、程序分析整个工程包含3个源文件：startup_stm32f10x_hd.s、stm32f10x_it.c和main.c，其中startup_stm32f10x_hd.s为启动代码，所有中断服务子程序均在stm32f10x_it.c中，其它函数则在main.c中。
下面分别介绍相关的函数，函数RTC_IRQHandler用于处理秒中断事件，每次秒中断令LED1闪烁一次，在每次遇到23:59:59时将时钟回零。
STM32系列MCU硬件实时时钟(RTC)应用笔记说明书
2017年6月Doc ID 018624 Rev 1 [English Rev 5]1/45AN3371应用笔记在 STM32 F0、F2、F3、F4 和 L1 系列MCU 中使用硬件实时时钟（RTC ）前言实时时钟 (RTC) 是记录当前时间的计算机时钟。
RTC 不仅应用于个人计算机、服务器和嵌入式系统，几乎所有需要准确计时的电子设备也都会使用。
支持 RTC 的微控制器可用于精密计时器、闹钟、手表、小型电子记事薄以及其它多种设备。
本应用笔记介绍超低功耗中等容量、超低功耗大容量、F0、F2和 F4 系列器件微控制器中嵌入式实时时钟 (RTC) 控制器的特性，以及将 RTC 用于日历、闹钟、定时唤醒单元、入侵检测、时间戳和校准应用时所需的配置步骤。
本应用笔记提供了含有配置信息的示例，有助于您快速准确地针对日历、闹钟、定时唤醒单元、入侵检测、时间戳和校准应用配置 RTC 。
注：所有示例和说明均基于 STM32L1xx 、STM32F0xx 、STM32F2xx 、STM32F4xx 和STM32F3xx 固件库，以及 STM32L1xx (RM0038)、STM32F0xx (RM0091)、STM32F2xx (RM0033)、STM32F4xx (RM0090)、STM32F37x (RM0313) 和 STM32F30x(RM0316) 的参考手册。
本文提到的STM32 指超低功耗中等容量、超低功耗大容量、F0、F2 和 F4 系列器件。
超低功耗中等 (ULPM) 容量器件包括 STM32L151xx 和 STM32L152xx 微控制器，Flash 容量在 64 KB 到 128 KB 之间。
超低功耗大 (ULPH) 容量器件包括 STM32L151xx 、STM32L152xx 和 STM32L162xx 微控制器，Flash 容量为 384 KB 。
F2 系列器件包括 STM32F205xx 、STM32F207xx 、STM32F215xx 和 STM32F217xx 微控制器。
rtc电路设计
RTC电路设计实时时钟（Real-Time Clock，简称RTC）电路在现代电子设备中扮演着至关重要的角色。
它为系统提供准确的时间信息，确保设备在无人值守的情况下仍能维持正确的时间记录，对于定时任务、日志记录、安全认证等功能的实现尤为关键。
本文将深入探讨RTC电路的设计原理、关键组件选择、电路设计步骤以及测试与调试方法。
一、RTC电路设计原理RTC电路的核心是一个能够持续计时的时钟源，它通常由一个稳定的振荡器提供。
这个振荡器的频率非常精确，以确保长时间的累计误差最小化。
RTC电路还需要包括时间计数器，用于记录从某个参考时间点开始经过的时间。
此外，为了在系统掉电时仍能保持时间信息，RTC电路通常配备有备份电源，如纽扣电池。
二、关键组件选择1. 振荡器：振荡器的选择对RTC的精度至关重要。
常见的选择包括石英晶体振荡器（XTAL）和陶瓷谐振器。
石英晶体振荡器以其出色的频率稳定性和低温度漂移而被广泛应用。
2. 微控制器（MCU）：许多微控制器内置了RTC功能，可以大大简化电路设计。
选择时需要考虑MCU的功耗、集成度、接口兼容性以及是否支持所需的时间格式和报警功能。
3. 备份电源：为了确保在主电源故障时RTC仍能正常工作，需要选择一个合适的备份电源。
纽扣电池因其体积小、容量适中和自放电率低而成为常用选择。
4. 电源管理电路：电源管理电路负责在主电源和备份电源之间平稳切换，以及为RTC电路提供稳定的电压。
设计时需要考虑电源切换时的延时、电压波动对RTC 精度的影响等因素。
三、电路设计步骤1. 确定需求：明确RTC电路需要满足的精度、功耗、接口等要求。
2. 选择振荡器：根据精度要求和成本考虑选择合适的振荡器类型。
3. 选择MCU ：选择一个内置RTC功能且满足其他系统需求的MCU。
4. 设计电源管理电路：确保在主电源故障时能迅速切换到备份电源，并在主电源恢复时平稳切换回主电源供电。
5. 布局与布线：在PCB布局时，要注意将振荡器放置在靠近MCU的位置，以减小信号传输延迟和噪声干扰。
lpc4088rtc编程
lpc4088rtc编程以下是关于LPC4088RTC编程的一步一步指南。
第一步：理解LPC4088RTCLPC4088RTC是一款低功耗实时时钟（RTC）模块，内置于NXP Semiconductors的LPC4088系列微控制器中。
它在断电情况下仍能提供准确的时间和日期信息。
该模块包含多个寄存器，用于配置和读取RTC 的各种参数。
第二步：初始化RTC要使用LPC4088RTC模块，首先需要初始化RTC。
这可以通过以下步骤完成：1. 确认RTC时钟源：LPC4088RTC可以使用外部32.768kHz的晶体振荡器或内部时钟源作为其时钟源。
在初始化之前，请确认您选择了适当的时钟源。
可通过设置CCU1寄存器的CCU1_CLK_CTRL寄存器（bit 19-20）来选择时钟源。
2. 使能LPC4088RTC模块：设置RTC_CTRL寄存器的EN位（bit 0）为1，以启用RTC模块。
可以使用位掩码操作或直接复制1到EN位来实现。
3. 设置RTC分频因子：设置RTC_CC寄存器中的分频因子，以确定时钟源的分频倍数。
通过设置RTC_CC寄存器的CLKDIV位来设置分频因子。
第三步：配置RTC的时间和日期设置RTC的时间和日期非常简单。
可以通过以下步骤完成：1. 设置RTC的时间：要设置时间，需要将所需小时，分钟和秒数分别写入到RTC_TIME寄存器的HOUR，MIN和SEC位。
请注意，时间应按24小时制进行设置。
2. 设置RTC的日期：要设置日期，需要将所需的日期，月份和年份分别写入到RTC_DATE寄存器的DOM，MONTH和YEAR位。
第四步：读取RTC的时间和日期可以通过以下步骤读取RTC模块中存储的时间和日期信息：1. 读取RTC的时间：要读取时间，只需读取RTC_TIME寄存器的HOUR，MIN和SEC位。
2. 读取RTC的日期：要读取日期，只需读取RTC_DATE寄存器的DOM，MONTH和YEAR位。
实时时钟电池系统设计指南说明书
Application Note 00009RTC Battery System DesignIntroductionIn many embedded systems, there is a small battery called the RTC and/or CMOS battery. This batteryprovides power to the real time clock (RTC) while the embedded system is powered off. The real time clock maintains the system data and time. This battery also potentially preserves BIOS settings while the system is powered off; depending on the CPU/BIOS architecture.These circuits typically have very small current draw, in the range of 1-10 micro amperes (μA). In a properly designed embedded system, the RTC battery is diode-ORed with a voltage regulator to ensure that the RTC battery is only used when the system is powered off, otherwise during operation the system would source from the on-board regulator.Connect Tech’s COM Express and Qseven carriers provide either a soldered in battery, external batteryconnector, or the capability to select between the two options. The product’s User Guid e will specify the implementation.Since these batteries are not rechargeable, the system integrator / end-user must estimate the operating life of the RTC battery and be aware of the implications of a fully drained battery. When fully drained, behaviours could include loss of BIOS settings (system dependant) and/or an incorrect system clock (where the system clock is not synchronized to a network source).This application note provides information on the characteristics of batteries and how to estimate the life time of RTC batteries when used in a COM Express or Qseven system.Battery Discharge CharacteristicsIn general batteries begin discharging (draining) as soon as they are connected to any electronic circuit (load).The load can vary depending on usage.In addition to discharge due to circuit loading, batteries also drain due to self-discharge. Self-discharge is a chemical reaction phenomenon that occurs in all batteries – regardless of type or chemistry. Self-discharge is constant, it occurs while the battery is in its package or in circuit.The rate of self-discharge is highly dependent on the battery quality, chemistry, and most importantly ambient temperature.Connect Tech only uses high quality, industrial temperature rate lithium coin cell batteries with very low self-discharge characteristics.Copyright 2016 Connect Tech Inc. ALL RIGHTS RESERVED.Connect Tech Confidential: This copyrighted work and all information are the property of Connect Tech Inc., contain trade secrets and may not, in whole or part, be used, duplicated, or disclosed for any purpose without prior written permission of Connect Tech Inc. All Rights Reserved. The Connect Tech Inc. logo is a registered trademark of Connect Tech Inc. All other trademarks used in this document are the propertof their respective owners.Document: CTIN-00009 Page 1 of 5 Date: 2016-11-25In most cases, Connect Tech products will be populated with a Panasonic BR1225A. For a specific details on the battery used, refer to the product user guide.Specification of the BR1225A batteryNominal Voltage: 3VNominal Capacity: 48mAhOperating Temperature: -40°C to +125°CSelf-Discharge:At low temperatures, circuit discharge will be the dominant factor in determining battery life.Estimating RTC Battery LifeParametersWhen calculating the RTC Battery life of a COM Express or Qseven based system, there are several parameters the system designer will need to know(*) Connect Tech Inc. carrier products do not have any circuits that use V RTCEstimation ProcessEstimating the battery life can be a complicated process when factoring in temperature, system on/off cycles, battery discharge characteristics. In some cases, the battery manufacturer may not be release all the necessary information. First, the battery life is a function of the capacity and the system loadT LIFE (hours) = CAP / I RTCMAXExample 1 with BR1225A where I RTCMAX = 0.9 μAT LIFE (hours) = 48mAh / 0.9 μA = 53333 hours = 6.1 yearsThen, the battery discharge curve needs to be considered to determine how long the voltage will remain aboveV RTCMIN . If the battery discharge curve is unavailable and a cut-off voltage is not provided, then a safe assumption is that the battery will remain above V RTCMIN for 90% of its life. This factor will be referred to as K OP T LIFE (hours) = ( CAP x K OP)/ I RTCMAXExample 2 with BR1225A where I RTCMAX = 0.9 μAT LIFE (hours) = (48mAh x 0.9) / 0.9 μA = 48000 hours = 5.5 yearsIf the carrier system is designed only to use the battery when it is off , as is the case with Connect Tech’s carriers, then off time percentage should be factored in. This effectively reduces I RTCMAXT LIFE (hours) = ( CAP x K OP) / [ I RTCMAX x TOFF / (TON + TOFF) ]Example 3 with BR1225A where I RTCMAX = 0.9uA & TOFF / (TON + TOFF) = 20%T LIFE (hours) = ( 48mAh x 0.9) / [ 0.9uA x20% ] = 240000 hours = 27.4 yearsPanasonic actually publishes a battery discharge curve, available in the BR1225A datasheet – see link below https:///cdbs/www-data/pdf2/AAA4000/AAA4000C210.pdfWith a 90uA load @ 125°C, the battery will work for 490 hours above 2V. A rough extrapolation for 0.9 μA is 49000 hours at 125°C. This number is very similar to that calculated in Example 2.As with any engineering estimation, it is a good practice to add some margin to the end result.Specifying a batteryIf a board mounted BR1225A battery is not sufficient; then the system designer will need to select and design an external battery cable.Example:A system designer has a Connect Tech’s CCG011 carrier and a COM Express module where I RTCMAX = 5 μA and requires a ten year life, T LIFE (hours) = 87600. The system is expected to be off 50% of the timeCAP = T LIFE (hours) x [ I RTCMAX x TOFF / (TON + TOFF) ] / KopCAP = 87600 hrs x [0.005mA x 0.3 ] / 0.9CAP = 243 mAhA Panasonic BR2330A batter with 255 mAh would be able to provide the exact life time neededT LIFE (hours) = ( CAP x K OP) / [ I RTCMAX x TOFF / (TON + TOFF) ]T LIFE (hours) = 91800Applicable ProductsThe following is a list of Connect Tech’s carrier products and their battery capabilities. Refer to the product users guide for the most up to date information.For assistance with integrating your embedded system, please contact ***********************References and Helpful Links。
第二十章 RTC实时时钟实验-STM32F4开发指南-正点原子探索者STM32开发板
STM32F4 的实时时钟（RTC）相对于 STM32F1 来说，改进了不少，带了日历功能了， STM32F4 的 RTC，是一个独立的 BCD 定时器/计数器。RTC 提供一个日历时钟（包含年月日 时分秒信息）、两个可编程闹钟（ALARM A 和 ALARM B）中断，以及一个具有中断功能的周 期性可编程唤醒标志。RTC 还包含用于管理低功耗模 式的自动唤醒单元。
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STM32F4 开发指南(库函数版)
ALIENTEK 探索者 STM32F407 开发板教程
图 20.1.3 RTC_DR 寄存器各位描述 同样，该寄存器的的数据始化模式下，对该寄存器进行写操作，可以设置日期。 接下来，看 RTC 亚秒寄存器：RTC_SSR，该寄存器各位描述如图：20.1.4 所示：
1， 一个通过 RTC_PRER 寄存器的 PREDIV_A 位配置的 7 位异步预分频器。 2， 一个通过 RTC_PRER 寄存器的 PREDIV_S 位配置的 15 位同步预分频器。 图 20.1.1 中，ck_spre 的时钟可由如下计算公式计算：
Fck_spre=Frtcclk/[(PREDIV_S+1)*( PREDIV_A+1)] 其中，Fck_spre 即可用于更新日历时间等信息。PREDIV_A 和 PREDIV_S 为 RTC 的异步 和同步分频器。且推荐设置 7 位异步预分频器（PREDIV_A）的值较大，以最大程度降低功耗。 要设置为 32768 分频，我们只需要设置：PREDIV_A=0X7F，即 128 分频；PREDIV_S=0XFF， 即 256 分频，即可得到 1Hz 的 Fck_spre。 另外，图 20.1.1 中，ck_apre 可作为 RTC 亚秒递减计数器（RTC_SSR）的时钟，Fck_apre 的计算公式如下：
第23章 实时时钟(RTC)
第23章实时时钟（RTC）本章讨论如何对实时时钟（RTC）模块进行操作和编程，实时时钟模块维持系统时钟，提供秒表、报警和中断功能，并具有如下特征：●完全的时钟——天、（小）时、分和秒；●带中断的分钟倒数定时器；●带中断的可编程日常报警；●带中断的采样定时器；●每天一次、每[小]时一次、每分一次和每秒一次的中断；●以32.768kHz或32 kHz进行操作（由参考时钟晶振确定）。
正如图23-1所示的RTC方框图，实时时钟模块包含以下几个组成部分：●预定标器；●以天为单位的时钟计数器；●报警；●采样定时器；●分钟启停表；●相关的控制和总线接口硬件。
图23-1 实时时钟方框图23.1 操作预定标器把输入的晶体参考时钟分频为1Hz的信号，该信号用于秒、分、时和天计数器的计数。
当使能报警功能时，若天计数器达到预设值，将产生RTC 中断。
采样定时器以固定的频率产生中断，分启停表允许以分为单位的中断。
23.1.1 预定标器和计数器预定标器把输入的参考时钟分频为1Hz的信号。
所支持的参考频率有32.768kHz和32 kHz。
预定标器级被用来支持采样定时器。
RTC模块的计数部分包含4组计数器，它们物理上位于3个寄存器中：●6位秒计数器位于SECOND寄存器中；●6位分计数器和5位（小）时计数器位于HOURMIN寄存器中；●9位天计数器位于DAY寄存器中。
这些计数器形成了一个长达512天的24（小）时时钟，所有这3个寄存器可随时被读写。
这四个计数器中的一个增加时将会中断信号，并且该中断信号还可以用来指示一个计数器滚过其一周的计数。
例如，秒计数器的每次滴答会引起1Hz中断的标志被设置；当秒计数器从59记到00时，分计数器增加1并且MIN中断标志被设置。
同理，分计数器和HR信号之间、（小）时计数器和DAY信号之间的关系也是这样的。
23.1.2 报警有3个报警寄存器与3个计数寄存器对应。
报警的设置是通过访问实时时钟报警寄存器（ALRM_HM、ALRM_SEC、DAYALARM），并载入该报警应该产生一个中断的确切时间。
用于实时时钟的32.768kHz晶振电路分析与设计
用于实时时钟的32.768kHz晶振电路分析与设计
摘要：提出了一种采用晶振和比较器的结构实现实时时钟RTC的32. 768kHz集成晶体振荡电路的方法。
设计基于UMC 0. 18um 工艺参数，并使用Hspice 对所设计的电路进行仿真，通过分析其各项性能指标，验证了电路具有起振时间短，波形稳定，功耗低，所占芯片面积小的特点。
0 引言
在很多数字集成电路中都要用到实时时钟（RTC , Real Time Clock）电路，而确保RTC 工作计时准确的关键部分就是32.756kHz 的晶体振荡电路。
传统的RTC 电路是采用反相器对晶振产生的波形做整形，所用起振时间需要几个ms ,如果用过多的反相器会加大电路功耗。
本文提出一种用晶体起振电路模型和比较器搭建的晶振电路，晶振模型部分用于产生32. 768kHz的正弦波，比较器部分将波形整形为最终需要的时钟波形。
但是本文中所介绍的整
个晶振电路的起振时间只需要几个μs ,而且电路所需静态电流少，耗功率小，版1 电路结构
2 具体电路分析
按晶振部分和比较器部分分别给出具体电路的分析。
2. 1 晶振部分的电路分析
以下通过负阻的角度来分析电路的工作原理，其具体等效方法为：设流进OUT 点的电流为I ,Ribias 两端的电压为V ,NMOS 管上的漏电流为gmVIN ,则：
联立这两个式子，消去VIN 即可得到：
从而，起振电路的等效阻抗：
如果要维持电路振荡，必须保持Zc 的实部与R1 之和是零或者负值，这。
RTC (实时时钟) 晶振设计指南
RTC (实时时钟) 晶振设计指南（适用于FM31系列，FM3808,FM30C256）总体概述FM31系列，FM3808,FM30C256集成了处理器外围器件，它集成了FRAM非易失性存储器和实时时钟于一体。
实时时钟在VDD掉电以后自动切换到后备电源。
在使用后备电源的情况下，实时时钟耗电量很少以便其可以长期工作。
本应用笔记提醒系统设计者在使用实时时钟时应注意的问题。
振荡器和晶体任何实时时钟的核心都是晶振，它为分频计数器提供精确的与低功耗的时基信号，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，晶振必须工作正常，不能受到干扰。
Figure 1. Crystal Hookup to RTC除了晶体之外，所有必须的元件都被集成在器件之内。
如果有额外的诸如电容和电阻等元件被连接到X1和X2引脚，晶振将不能正常工作。
这种情况下，直流工作点将发生偏移，晶振频率也会偏移，甚至在上电时，晶振不能正常起振。
具有10pF电容和10M阻抗的被动示波器探针也会影响晶振正常工作。
所有的32.768KHZ晶体都有等效电容。
市场上最为普遍的32KHZ晶体有两种类型：6pF和12.5pF。
在操作时，晶体必须符合推荐的容性特性。
那就是说，X1/X2引脚的容性负载必须为6pF。
所有的FRAM 实时时钟都设计使用6pF类型的晶体。
Figure 2. Simplified Oscillator Circuit以上简化的晶振示意图显示了穿孔晶振与芯片内的C1和C2的连接。
芯片内的这两个电容值为12pF，它们和晶体一起工作。
因此CLOAD值为C1*C2/(C1+C2)或６ｐＦ.。
两个电阻每个为１千欧，它可以调整相位以提高晶振的工作稳定性。
所有带有实时时钟的Ramtron外围器件都选择6pF晶体以在使用后备电源时实现最低功耗。
一个12pF的晶体晶振的功耗是6pF晶体晶振的两倍。
值得注意的是：晶振内的150nA电流源为电路提供一个低值的直流偏置电流。
如何正确设计实时时钟RTC？
如何正确设计实时时钟RTC？
RTC(Real_Time Clock)为整个电子系统提供时间基准，MCU、MPU、CPU均离不开RTC电路设计，在设计RTC单元时应注意哪些事项？常见的RTC故障如何解决呢？
一、什幺是RTC
实时时钟（Real_Time Clock）简称为RTC，主要为各种电子系统提供时间基准。
通常把集成于芯片内部的RTC称为片内RTC，在芯片外扩展的RTC 称为外部RTC。
图1 时间格式
二、RTC的发展
1、早期RTC
早期RTC常使用74/54系列、CC4000系列及555集成电路构建秒脉冲源，再利用分频器、计数器、缓存器等得到分、时、日、月、年的计时信号，最后通过通信口送到处理器处理。
由于电路搭建复杂且受器件特性影响较大，这样的RTC往往精度差、功耗大且占用大面积PCB空间，且这类产品面临“2000年”的问题（千年虫问题详见百度）。
图2 千年虫问题
2、中期RTC
这一时期的RTC出现在20世纪90年代，由于采用特殊CMOS工艺，因。
rtc 晶振标准
RTC的晶振是实时时钟的核心，主要为32768 Hz，它为分频计数器提供精确的与低功耗的实基信号。
这种晶振为外部晶振和内置晶振两种类型，其中振荡电路用于实时时钟RTC，只能用32.768KHZ的晶体，晶体被连接在OSC3与OSC4之间，为了获得稳定的频率必须外加两个带外部电阻的电容以构成振荡电路。
此外，晶振的主要指标有相位噪声、老化速度和频率的温度漂移等。
其中，中心频率越高越好，谐波越低越好；老化速度越慢越好；频率的温度漂移是重要的一个标准，一般晶振的标称输出对应常温下的测量结果，随着整个系统的工作状态和工作地点的变化，输出频率也会变化。
以上内容仅供参考，建议咨询专业人士获取更准确的信息。
单片机定时器中的实时时钟（RTC）
单片机定时器中的实时时钟（RTC）实时时钟（RTC）是专用于维持一秒时基的计时器。
此外，RTC通常用于在软件或硬件中跟踪时钟时间和日历日期。
RTC的许多功能是非常专业的，是维持高精度和非常可靠的操作所必需的。
单片机外部有RTC设备，可与I2C或SPI总线接口。
一、实时时钟概述实时时钟的基本功能是产生一秒的间隔并保持连续计数。
如下图所示，该时序图描述了RTC的基本功能。
还显示了程序功能A，该功能读取秒计数器并安排事件B在未来三秒发生。
此操作称为警报。
请注意，秒计数器连续运行，并且不会停止和启动。
对于RTC有两个主要要求，分别是准确性和连续运行。
下图为RTC的常见硬件功能：RTC通常具有自己的内部振荡器和外部晶体，并可以选择使用外部频率基准。
所有时钟源均以32768Hz运行。
外部时钟源允许使用非常精确和稳定的设备，例如TCXO（温度补偿晶体振荡器）。
使用多路复用器选择时钟源，并将其输入到预分频器中，该预分频器将时钟分频为32768（215），以产生一秒的时钟。
基本上RTC都具有秒计数器，通常为32位或更多。
一些RTC具有专门的计数器来跟踪一天中的时间和日历日期。
没有时间和日期计数器的基本RTC为此目的使用软件。
常见的选择是来自输出引脚的1Hz方波。
RTC将具有多个可能的事件来生成处理器中断。
RTC通常具有专用的电源引脚，以允许在单片机的其余部分掉电时进行操作。
该电源引脚通常连接到电池或单独的电源。
二、RTC精度和频率补偿RTC的精度取决于32,768Hz时钟源。
在设计良好的晶体振荡器中，误差的主要来源是晶体。
外部TCXO可用于高度精确的定时，或者特殊的频率补偿技术可用于较便宜的晶体和内部振荡器。
晶体误差的三个主要来源：1.初始电路和晶体容差。
2.晶体随温度漂移。
3.晶体老化。
下图为一些与RTC精度有关的概念：该图上的深蓝色迹线显示了典型的初始公差以及随温度的变化。
粉色轨迹仅显示温度误差。
补偿温度的关键在于，晶体的行为是众所周知的，并可以通过二次方程式进行预测。
STM32单片机RTC时钟的使用方法及步骤
STM32单片机RTC时钟的使用方法及步骤一、配置RTC模块时钟源RTC模块的时钟源可以选择外部低速晶振（LSE）或者低速内部时钟（LSI）。
通过以下步骤配置RTC时钟源：1.使能外部低速晶振（LSE）或者低速内部时钟（LSI）。
例如，如果使用外部低速晶振，则需要使能相应的GPIO端口，并配置为晶振模式。
2.配置RCC时钟控制寄存器（RCC_CR）和时钟配置寄存器（RCC_CSR）。
二、使能RTC模块时钟1.使能PWR模块时钟和备份寄存器访问。
RCC_APB1ENR，=(1<<28);RCC_APB1ENR，=(1<<27);2.校验并关闭RTC模块。
RCC->BDCR，=RCC_BDCR_RTCEN;PWR->CR，=PWR_CR_DBP;if ((RCC->BDCR & RCC_BDCR_RTCEN) == 0)RCC->BDCR，=RCC_BDCR_RTCEN;3.配置RTC时钟预分频器和提供给RTC的时钟源。
RTC->PRER ，= rtc_prescaler_value << RTC_PRER_PREDIV_S_Pos;RTC->PRER ，= 127 << RTC_PRER_PREDIV_A_Pos;RTC->CR&=~RTC_CR_FMT;三、配置RTC模块时间和日期1.关闭RTC时钟写保护功能。
RTC->WPR=0xCA;RTC->WPR=0x53;RTC->ISR，=RTC_ISR_INIT;while((RTC->ISR & RTC_ISR_INITF) == 0);2.配置RTC的时间和日期寄存器。
RTC->TR ，= (uint32_t)((hours / 10) << RTC_TR_Hours10_Pos);RTC->TR ，= (uint32_t)((hours % 10) << RTC_TR_Hours1_Pos);RTC->TR ，= (uint32_t)((minutes / 10) <<RTC_TR_Minutes10_Pos);RTC->TR ，= (uint32_t)((minutes % 10) <<RTC_TR_Minutes1_Pos);RTC->TR ，= (uint32_t)((seconds / 10) <<RTC_TR_Seconds10_Pos);RTC->TR ，= (uint32_t)((seconds % 10) <<RTC_TR_Seconds1_Pos);RTC->DR ，= (uint32_t)((year / 10) << RTC_DR_YT_Pos);RTC->DR ，= (uint32_t)((year % 10) << RTC_DR_YU_Pos);RTC->DR ，= (uint32_t)((month / 10) << RTC_DR_MT_Pos);RTC->DR ，= (uint32_t)((month % 10) << RTC_DR_MU_Pos);RTC->DR ，= (uint32_t)((day / 10) << RTC_DR_DT_Pos);RTC->DR ，= (uint32_t)((day % 10) << RTC_DR_DU_Pos);3.开启RTC时钟写保护功能。
stm32RTC实时时钟[操作寄存器+库函数]－ChangingsBlog
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stm32RTC实时时钟[操作寄存器+库函数]－ChangingsBlog"RTC"是Real Time Clock 的简称，意为实时时钟。
stm32提供了一个秒中断源和一个闹钟中断源。
RTC的技术器是一个32位的计数器，使用32.768khz的外部晶振。
2038年问题在计算机应用上，2038年问题可能会导致某些软件在2038年无法正常工作。
所有使用UNIX时间表示时间的程序都将受其影响，因为它们以自1970年1月1日经过的秒数（忽略闰秒）来表示时间。
这种时间表示法在类Unix（Unix-like）操作系统上是一个标准，并会影响以其C编程语言开发给其他大部份操作系统使用的软件。
在大部份的32位操作系统上，此“time_t”数据模式使用一个有正负号的32位元整数（signedint32)存储计算的秒数。
也就是说最大可以计数的秒数为 2^31次方可以算得：2^31/3600/24/365 ≈ 68年所以依照此“time_t”标准，在此格式能被表示的最后时间是2038年1月19日03:14:07，星期二（UTC）。
超过此一瞬间，时间将会被掩盖（wrap around）且在内部被表示为一个负数，并造成程序无法工作，因为它们无法将此时间识别为2038年，而可能会依个别实作而跳回1970年或1901年。
对于PC机来说，时间开始于1980年1月1日，并以无正负符号的32位整数的形式按秒递增，这与UNIX时间非常类似。
可以算得：2^32/3600/24/365 ≈ 136年到2116年，这个整数将溢出。
Windows NT使用64位整数来计时。
但是，它使用100纳秒作为增量单位，且时间开始于1601年1月1日，所以NT将遇到2184年问题。
苹果公司声明，Mac在29,940年之前不会出现时间问题！由于RTC是一个32位计数器，同样其计时时间是有限的。
库函数中使用到了C标准时间库，时间库中的计时起始时间是1900年，可以知道时间库中不是用有符号位的32位整数来表示时间的，否则在1968年就已经溢出了。
采用晶振和比较器实现实时时钟的32.768kHz集成晶体振荡电路的设计
采用晶振和比较器实现实时时钟的32.768kHz集成晶体振荡电路的设计引言在很多数字集成电路中都要用到实时时钟（RTC , Real Time Clock）电路，而确保RTC 工作计时准确的关键部分就是32.756kHz 的晶体振荡电路。
传统的RTC 电路是采用反相器对晶振产生的波形做整形，所用起振时间需要几个ms ,如果用过多的反相器会加大电路功耗。
本文提出一种用晶体起振电路模型和比较器搭建的晶振电路，晶振模型部分用于产生32. 768kHz的正弦波，比较器部分将波形整形为最终需要的时钟波形。
但是本文中所介绍的整个晶振电路的起振时间只需要几个μs ,而且电路所需静态电流少，耗功率小，版图所占面积也小。
整个电路用基于Hspice 做了仿真，验证了电路各参数的准确性及电路的可实现性，并已成功流片并用于基于0. 18μm 工艺下的某系列音频芯片中，为其提供实时时钟。
1 电路结构图1 所示为振荡电路结构框架，将晶振模型产生的正弦信号IN 和OUT 作为输入，进入比较器比较后，产生稳定的32k 时钟波形。
图1 晶振的整体电路2 具体电路分析按晶振部分和比较器部分分别给出具体电路的分析。
2. 1 晶振部分的电路分析图2 所示是晶振部分所用的具体电路，其中，R1 , C1 ,L1 , Cp 是晶体的等效模型电路。
R1 是晶体的等效串联电阻，其值表示晶体的损失，L1 , C1 分别为晶体的等效串联电感和电容，这两个值决定晶体的振荡频率为32. 785kHz （f = 1P2pi √LC）, Cp 是晶体输入输出引脚间的电容，其值为5 p , Cl1 , Cl2 是晶体的负载电容。
图2 中NMOS管M1 作为一个单级反相放大器通过晶振等效电路形成正反馈，从而和栅源（G , S）,漏源（D , S）之间的两个负载电容一起形成Pierce 振荡电路的结构。
Ribias 和Rg 为NMOS管提供偏。
STM32技术参考手册第8章实时时钟(RTC)
8.4.2
RTC 控制寄存器低位（RTC_CRL）
偏移地址：04h 复位值：0020h
15 14 13 12 11 10 9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
保留
RTOFF CNF RSF OWF ALRF SECF r rw rc_w0 rc_w0 rc_w0 rc_w0
位15:6 位5 位4 位3
位2
保留，被硬件强制为0。
当APB1时钟不运行时，OWF、ALRF、SECF和RSF位不被更新。
OWF、ALRF、SECF和RSF位只能由硬件置位，由软件来清零。
若ALRF=1且ALRIE=1，则允许产生RTC全局中断。如果在EXTI控制器中允许产生EXTI线 17中断，则允许产生RTC全局中断和RTC闹钟中断。
若ALRF=1，如果在EXTI控制器中设置了EXTI线 17的中断模式，则允许产生RTC闹钟中 断；如果在EXTI控制器中设置了EXTI线 17的事件模式，则这条线上会产生一个脉冲(不会 产生RTC闹钟中断)。
OWF:溢出标志 当32位可编程计数器溢出时，此位由硬件置1。如果RTC_CRH寄存器中OWIE=1，则产生中断。 此位只能由软件清0。对此位写1是无效的。 0：无溢出； 1：32位可编程计数器溢出。
7/6/2007
STM32F10x 参考手册
第一版
实时时钟（RTC）
位1
ALRF:闹钟标志
当32位可编程计数器达到RTC_ALR寄存器所设置的门限值，此位由硬件置1。如果RTC_CRH寄 存器中ALRIE=1，则产生中断。此位只能由软件清0。对此位写1是无效的。
8.4.3
RTC 预分频装载寄存器（RTC_PRLH/RTC_PRLL）
晶振设计指南
前言很多设计者都知道晶体振荡器都是基于皮尔斯振荡器，但不是所有人都知道具体是如何工作的，只有一部分人能掌握具体如何设计。
在实践中，对振荡器设计的关注有限，直到发现它不能正常运行（通常是在最终产品已经在生产时），这会导致项目延迟。
振荡器必须在设计阶段，即在转向制造之前，得到适当的关注，以避免产品在应用中失败的噩梦场景。
1、石英晶体的特性及模型石英晶体可以将电能转化为机械能的东西，也可以将机械能转化为电能。
这种转化主要发生在谐振频率上。
石英晶体的等效模型可以用Figure1来表示：C0并联电容：两个电极间形成的电容。
Lm 动态等效电感：代表机型振动的惯性。
Cm 动态等效电容：代表晶振的弹性。
Rm 动态等效电阻：代表电路的损耗。
晶振的阻抗表达式如下（假设Rm 可以忽略不记）：下图Figure 2说明了晶振的阻抗与频率的关系晶振设计指南其中Fs是当Z=0时的串联谐振频率，其表达式如下：Fa是当电抗Z趋于无穷大时的并联谐振频率，假如Fs为已知量，那么其表达式如下：fs和fa之间的区域（图2中的阴影区域）是并联谐振的区域。
在这一区域晶振工作在并联谐振状态，并且在此区域晶振呈电感特性，从而带来了相当于180 °的相移。
具体谐振频率FP（可理解为晶振实际工作的频率）表达式如下：根据这个方程，可以通过改变负载电容CL来调整晶体的振荡频率。
这就是为什么，在晶体规格书中，晶体制造商指出了使晶体在标称频率下振荡所需的确切CL。
下面Table2给出了一个8Mhz标称频率的等效晶体电路元件值的示例：使用前面的3个公式，可以计算出Fs和Fa：Fs=7988768HzFa=8008102Hz如果负载电容CL=10pF，则其振荡频率为：FP = 7995695Hz。
要使其达到准确的标称振荡频率8MHz，CL应该为4.02pF。
2、振荡器的原理振荡器由一个放大器和反馈网络组成，反馈网络起到频率选择的作用。
Figure 3通过一个框图来说明振荡器的基本原理。
爱普生晶振RTC-4543SA实时时钟模块规格书
ISO 14000 是国际标准化组织于 1996 年在全球化变暖、 臭 氧层破坏、以及全球毁林等环境问题日益严重的背景下提 出的环境管理国际标准。
追求高品质
Seiko Epson 为了向顾客提供高品质、卓越信赖性的产品、服务，迅 速着手通过 ISO 9000 系列资格认证的工作，其日本和海外工厂也在通 过 ISO 9001 认证。 同时， 也在通过大型汽车制造厂商要求规格的 ISO/TS 16949 认证。 ISO/TS16949 是一项国际标准,是在 ISO9001 的基础上增 加了对汽车工业的特殊要求部分。
µA
频率特征
项目 频率精度 振荡启动时间 符号 f/f 条件 Ta=+25°C VDD=5.0V Ta=+25°C VDD=2.5V 额定值 B: 523 3Max. 单位 10 s
6
电源检测电压特征
项目
电源检测电压
Ta=-40C ~ +85C
tSTA
符号 VDT
条件 VDD 引脚
Min. 1.4
Typ. 1.7
Max. 单位 2.0 V
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推进环境管理体系 符合国际标准
在环境管理体系的运行方面，使用 ISO14001 国际环境标准，通过“计 划-实施-检查-验证（PDCA）的循环来实现持续改进。公司位于日本和 海外的主要制造基地已取得了 ISO14001 资格认证。
内置 32.768 kHz 晶体单元. (频率精度调整完毕) 接口类型 ：3 线串行接口 工作电压范围 ：2.5V ~ 5.5V 宽计时器电压范围 ：1.4 V ~ 5.5 V 32.768 kHz 频率输出功能 ：带控制引脚的 CMOS 输出 包括时刻、日历、电压检测功能等 实际尺寸 RTC-4543SA RTC-4543SB
实时时钟实验总结
实时时钟实验总结一、引言实时时钟（Real Time Clock，RTC）是一种能够提供准确时间和日期信息的设备。
在各种应用中，实时时钟都扮演着重要的角色，例如计算机系统中的时间同步、电子设备中的时间戳记录等。
本文将对实时时钟实验进行总结，包括实验目的、实验原理、实验步骤以及实验结果分析等内容。
二、实验目的本实验旨在通过搭建实时时钟电路，并使用相应的程序进行控制，实现对时间和日期的准确显示。
具体目的如下： 1. 理解实时时钟的基本原理和工作方式； 2. 掌握实时时钟电路的搭建方法； 3. 学会使用程序控制实时时钟的功能。
三、实验原理实时时钟电路由晶振、RTC芯片、电池及其他辅助电路组成。
其工作原理如下： 1. 晶振产生基准时钟信号，供RTC芯片使用； 2. RTC芯片通过与晶振的配合，实时计时，并将时间和日期信息存储在相关寄存器中； 3. 电池供电保证RTC芯片在断电情况下仍能持续工作，避免时间和日期信息的丢失。
四、实验步骤1. 准备实验材料和工具•Arduino开发板•DS1302实时时钟模块•面包板•连接线•电池2. 搭建电路按照以下步骤搭建实时时钟电路： 1. 将DS1302模块插入面包板中，确保引脚与面包板上的连接良好； 2. 将Arduino开发板与DS1302模块通过连接线连接起来，注意连接的引脚要与程序中定义的引脚对应； 3. 连接电池到DS1302模块的电池接口上，确保电池正负极正确连接。
3. 编写程序使用Arduino开发环境，编写相应的程序代码，实现对DS1302模块的控制和时间显示功能。
程序主要包括如下功能： - 初始化DS1302模块； - 读取DS1302模块中的时间和日期信息； - 在串口监视器上显示时间和日期信息； - 实现时间和日期的设置功能。
4. 上传程序并测试将编写好的程序上传到Arduino开发板上，并打开串口监视器，观察时间和日期信息的显示情况。
同时，通过修改程序中的设置功能，验证实时时钟的准确性和可靠性。
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RTC (实时时钟) 晶振设计指南（适用于FM31系列，FM3808,FM30C256）
总体概述
FM31系列，FM3808,FM30C256集成了处理器外围器件，它集成了FRAM非易失性存储器和实时时钟于一体。
实时时钟在VDD掉电以后自动切换到后备电源。
在使用后备电源的情况下，实时时钟耗电量很少以便其可以长期工作。
本应用笔记提醒系统设计者在使用实时时钟时应注意的问题。
振荡器和晶体
任何实时时钟的核心都是晶振，它为分频计数器提供精确的与低功耗的时基信号，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，晶振必须工作正常，不能受到干扰。
Figure 1. Crystal Hookup to RTC
除了晶体之外，所有必须的元件都被集成在器件之内。
如果有额外的诸如电容和电阻等元件被连接到X1和X2引脚，晶振将不能正常工作。
这种情况下，直流工作点将发生偏移，晶振频率也会偏移，甚至在上电时，晶振不能正常起振。
具有10pF电容和10M阻抗的被动示波器探针也会影响晶振正常工作。
所有的32.768KHZ晶体都有等效电容。
市场上最为普遍的32KHZ晶体有两种类型：6pF和12.5pF。
在操作时，晶体必须符合推荐的容性特性。
那就是说，X1/X2引脚的容性负载必须为6pF。
所有的FRAM 实时时钟都设计使用6pF类型的晶体。
Figure 2. Simplified Oscillator Circuit
以上简化的晶振示意图显示了穿孔晶振与芯片内的C1和C2的连接。
芯片内的这两个电容值为
12pF，它们和晶体一起工作。
因此CLOAD值为
C1*C2/(C1+C2)或６ｐＦ.。
两个电阻每个为１千欧，它可以调整相位以提高晶振的工作稳定性。
所有带有实时时钟的Ramtron外围器件都选择6pF晶体以在使用后备电源时实现最低功耗。
一个12pF的晶体晶振的功耗是6pF晶体晶振的两倍。
值得注意的是：晶振内的150nA电流源为电路提供一个低值的直流偏置电流。
晶振可能由于噪音和X1/X2引脚上额外负载的影响而引起工作异常。
晶振频率测量
晶振32.768KHZ频率不能被直接监控。
不能在X1和X2引脚上增加电容，也不可以用探头直接接触。
以下推荐几种检测晶振频率的方法：
1、上电后将OSCEN位设为0。
2、在实时时钟控制寄存器中，（在FM30C256和FM3808中为Flages寄存器），将CAL位设置为1。
这一操作将CAL:引脚（FM3808中的INT）变为512Hz的监控器。
512Hz是晶振频率的64分频。
3、可使用频率计数器或其他精确频率测量仪器测量晶振频率（可使用数码示波器观察十个周期以上，而不是只观察一个周期）。
你希望读到512Hz这一精确频率值，但只要测量值在511.975-512.025Hz之间，我们就可以认为晶振工作正常。
CAL(4:0)寄存器位能够使实时时钟误差率小于2ppm。
0.025Hz晶振误差大约引起50ppm 的时钟误差。
.
尽管50ppm的时钟误差距离精确值比较远，但它在校准设置功能可纠正能力范围之内。
为了进一步测试晶振，系统微控制器可进入或退出校准状态。
为确保频率的准确性，可以连续监控512Hz的频率输出。
如果频率改变较大，那么晶振有可能受到噪音的影响。
如果你采用推荐的电路布局，实时时钟晶振的工作性能将极大提高。
重点提示：校准设置CAL(4:0)不会影响到512Hz输出。
改变CAL(4:0)位，CAL(INT)引脚上512Hz频率不会改变。
实时时钟的校准是通过对64分频计数器的输出进行数字调整，不能通过改变晶体频率进行校正。
布局推荐
X1和X2晶体引脚均为高阻引脚，必须小心处理。
需确保晶体与X1,X2引脚之间的连线距离最短，必须小于5mm。
2. 确保VDD引脚具有良好的退藕性。
（VDD与地之间连接一个0.1uF电容）
3. 即使信号位于板内层，也不能允许信号线靠近X1 和X2引脚。
在晶体引脚周围使用接地保护环。
在内部或板反面使用接地保护敷铜。
图三：X1和X2引脚周围的保护环
目前有很多表面封装晶体可用。
图三为FM31系列和SMD晶体的布局示图。
应当注意：通过图中示意的孔将保护环与地相连。
Abracon, Citizen, Epson, Raltron, and Saronix 制造32kHz 6pF表面晶体。
推荐的6pF晶体将保证晶振以32.768Hz的频率正常工作。