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您的系统是否需要 RTC 模块电路？
您的系统是否需要 RTC 模块电路？
任何时候您需要跟踪数字系统中的时间，您都需要将时钟脉冲转换为日期和时间。在时钟电路上运行是不够的，转换需要一些数字算术并且需要将时钟脉冲计数与某个参考日期进行比较。由于无论设备是否在使用中，您的电子设备中的任何良好时钟都应该运行，因此您还需要为计时模块提供持久的电源。
您可以使用电路板中的实时时钟 (RTC) 模块来提供准确的计时，而不是将晶体或振荡器电路连接到 MCU。这些小芯片提供了一种在数字系统中跟踪时间并通过标准低速接口将数据反馈到 MCU 的简单方法。以下是一些需要 RTC 模块电路的应用以及这些电路的一些常用选项。
RTC模块电路设计
RTC 模块非常简单，占用空间小。它们的功耗也非常低，因为它们通常只需要从晶体或振荡器电路读取时钟脉冲。最好的 RTC 模块将在单个纽扣电池备用电池上提供至少十年的准确计时，并且它们可以在可用时使用主系统电源运行。这种简单的功能可能内置于 MCU 中，但并非所有系统都需要带有集成 RTC 电路的大型 MCU。
下图显示了一个简单的 RTC 模块电路，其中包含一个流行的 IC。未参考时钟脉冲从 32.768 kHz 时钟馈送到该模块，时钟脉冲参考 DS1307 内部的特定日期。从那里，外部 MCU 可以通过 I2C 查询数据并存储在 MCU 的存储器中。这与具有内部振荡器和 RTC 电路的其他 MCU 用于跟踪时间的过程基本相同，作为其固件的一部分。
在上面的原理图中，唯一值得注意的组件是ATTiny85 MCU。该 MCU 具有较小的 DIP 占用空间、具有 100,000 次擦除/写入周期的内部 EEPROM、内部闪存和内部 SRAM。这个特定的实现是客户项目的电源监控和跟踪电路的一部分，但它说明了一些不需要较大 MCU 的特殊情况，较小的 MCU、备用电池和 RTD 模块电路将提供您需要的功能。
为什么要使用 RTC 模块电路而不是 MCU？
我上面提到的电源产品由于多种原因不需要大型 MCU。下面列出了一些常见原因，它们也可能适用于您的下一个系统。
系统仅标记和存储数据。这是传感器节点板的典型任务，其中数据可能带有时间戳和由逻辑电路触发的其他一些标准。然后可以通过 SPI 将数据存储在 Flash 中。只要 MCU 具有 SPI 总线接口或其他低速接口（例如上例中的 I2C），就不需要重型 MCU。
核心功能内置于其他集成电路中。在我上面引用的电源监控板示例中，我们不需要将传感和控制回路的逻辑集成到单个 MCU 中。这会节省一些空间，但构建固件就像重新发明轮子。其中许多功能都内置在 COTS电源管理 IC 中。
断断续续的力量。如果设备需要离线，或者您预计电源访问将是间歇性的，那么您可以确保通过备用电池继续跟踪系统中的时间。RTC 模块电路可以轻松地与纽扣电池连接，并且可以在不充电或更换的情况下运行多年。这也意味着系统不需要额外的调节器/管理单元来使用电池供电。相比之下，使用 MCU 为电池供电计时会浪费电池寿命，因此无论如何只使用小型 RTC 模块电路是值得的。
流行的 RTC 组件
Maxim Integrated，DS1307 和 DS3231
这两个 RTC 模块可以说是一系列设备中最受欢迎的 RTC 模块。DS1307 IC（如上图所示）是一个最小组件，仅包括 I2C 接口、方波输出、备用电池管理控制器和外部振荡器输入。的DS3231 RTC模块是更强大的版本仍然通过I2C通信，但它包含一个集成的振荡器，通过外部引脚复位功能，并且方波/ 32.768 kHz振荡器输出。
DS3231应用电路。来自DS3231 数据表。
美信集成，MAX31341BEWC
这个特殊的 RTC 模块是Maxim迄今为止最小的 RTC 组件，提供 180 nA 的超低电流消耗。该组件还具有集成报警功能以及可通过 I2C 访问的标准计时功能。该组件还可以锁定到具有各种标准频率的参考时钟，从而允许由外部源确定时钟精度。目标应用包括医疗设备、可穿戴设备、远程信息处理和类似领域。
MAX31341 应用 RTC 模块电路与外部 MCU。来自MAX31341 数据表。
ISL12057IUZ提供与MAX31341类似的功能，但它主要面向工业、汽车和其他环境恶劣的应用领域。与上面列出的其他组件一样，它提供方波输出，并通过 I2C 接口访问数据。该组件可通过集成反相放大器支持具有 6 pF 负载电容的外部 32.768 kHz 振荡器。
ISL12057IUZ 应用 RTC 模块电路。
其他时间跟踪组件
除了 RTC 模块本身，您还需要一些其他组件来提供稳定的电源、配置数字总线以读取数据以及与外部控制器接口。这些组件包括：
单片机或FPGA
电池和电池座
无源（电阻器和电容器）
如果您正在设计需要使用 RTC 模块电路计时的移动设备、IoT 产品或其他系统，您可以使用Octopart 中的高级搜索和过滤功能找到这些组件以及其他任何组件。