實(shí)時(shí)時(shí)鐘計(jì)時(shí)精度提高方案
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這個(gè)方法是根據(jù)已知晶體拋物線特性制作一個(gè)ΔPPM （實(shí)際頻率與32,768 Hz參考頻率的偏差）-溫度查閱表，然后執(zhí)行下列步驟：
1.測(cè)量溫度，然后在查閱表中找到ΔPPM值。
2.調(diào)整模擬校準(zhǔn)寄存器的設(shè)置，以修改CXI和CXO（連接XI和XO引腳的內(nèi)部電容陣列）的負(fù)載電容值。
因?yàn)槟M校準(zhǔn)功能集成在實(shí)時(shí)時(shí)鐘內(nèi)，所以負(fù)載電容的變化能夠影響晶體，降低或提高振蕩頻率。
還可以通過數(shù)字方式校準(zhǔn)實(shí)時(shí)時(shí)鐘。數(shù)字校準(zhǔn)的原理非常簡(jiǎn)單，就是向時(shí)鐘鏈定期增減脈沖，以加快或減慢時(shí)鐘運(yùn)行速度。
不管是采用模擬校準(zhǔn)還是數(shù)字校準(zhǔn)，系統(tǒng)級(jí)溫度補(bǔ)償都需要在電路板上安裝溫度傳感器和內(nèi)置校準(zhǔn)功能的實(shí)時(shí)時(shí)鐘以及相關(guān)的軟件。
最佳方案--內(nèi)置晶體的溫度補(bǔ)償型實(shí)時(shí)時(shí)鐘
上文提及的解決方案不是成本昂貴就是系統(tǒng)復(fù)雜。要么無法顯著解決溫度誤差問題，要么依靠外部溫度傳感器、電力線或微控制器，相關(guān)軟件的開發(fā)成本昂貴。最大的缺陷是即使采用溫度補(bǔ)償方法，當(dāng)主電源掉電時(shí)，仍不能在電池供電的方式下工作。因此，需要一個(gè)更好的解決方案！
最佳解決方案應(yīng)該具有以下特性：
1.將晶體、溫度傳感器和實(shí)時(shí)時(shí)鐘集成在一個(gè)封裝內(nèi)。
2.能夠在-40℃至85℃溫度范圍內(nèi)保證計(jì)時(shí)精度的高效補(bǔ)償算法
3.在電池供電模式下功耗極低
4.簡(jiǎn)單易用，無需系統(tǒng)級(jí)軟件開發(fā)
5.低成本
意法半導(dǎo)體的M41TC8025是一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘整體解決方案，具有高成本效益，無需另行開發(fā)軟件。晶體、溫度傳感器和實(shí)時(shí)時(shí)鐘以及自動(dòng)補(bǔ)償算法都集成在一個(gè)封裝內(nèi)。只連接一個(gè)簡(jiǎn)單的外部電路，即可在-40 ℃至85 ℃的寬溫度范圍內(nèi)取得極高的計(jì)時(shí)精度（±5 ppm）。見圖6.在0 ℃至50 ℃的溫度范圍內(nèi)，計(jì)時(shí)精度提高到±3.8 ppm,這個(gè)成績(jī)超出了大多數(shù)應(yīng)用的要求，包括智能電表。
M41TC8025功能框圖與外部硬件連接
圖5所示是 M41TC8025溫度補(bǔ)償實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能框圖。這個(gè)內(nèi)置溫度傳感器和補(bǔ)償算法的普通石英晶體為應(yīng)用提供了一個(gè)高精度的32.768Hz時(shí)鐘源，這個(gè)分段時(shí)鐘鏈提供超高精度的時(shí)鐘和日歷數(shù)值，處理器可通過I2C總線訪問這些數(shù)值。
圖5:所示是M41TC8025溫度補(bǔ)償實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能框圖。
圖6所示是 M41TC8025 硬件連接圖。使用兩個(gè)二極管可實(shí)現(xiàn)后備電池開關(guān)功能，以防主電池被反極性充電。
圖6:M41TC8025硬件連接圖
M41TC8025的其它特性
除計(jì)時(shí)精度非常高外，M41TC8025還有很多實(shí)用功能：
●鬧鐘準(zhǔn)許設(shè)置未來事件條件，然后由IRQ（中斷）引腳發(fā)送信號(hào)。
●IRQ中斷引腳還提供時(shí)間更新（秒更新或分鐘更新，用戶可配置）功能。
●固定周期定時(shí)器中斷功能通過IRQ引腳，在244.14 μs至4095分鐘內(nèi)，以可編程的固定周期產(chǎn)生周期性方波。
●實(shí)時(shí)時(shí)鐘的FOUT引腳輸出1 Hz、1,024 Hz和32,768 Hz的可編程的精確頻率，以便在產(chǎn)品出廠前進(jìn)行精度檢測(cè)。將外部使能引腳（FOE）接地，可禁用FOUT引腳。
●雖然M41TC8025的功耗極低，工作電流在3.0 V電源電壓時(shí)僅為0.8μA,用戶還是可以設(shè)置溫度補(bǔ)償周期，按照是自己的需要選擇精度-功耗比。
●提供低電標(biāo)志位。
結(jié)論
為滿足市場(chǎng)對(duì)時(shí)鐘精度的更高需求，半導(dǎo)體廠商正在研發(fā)創(chuàng)新的時(shí)鐘解決方案，以提高計(jì)時(shí)精度。意法半導(dǎo)體的M41TC8025是一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘整體解決方案，在一個(gè)簡(jiǎn)單易用的封裝內(nèi)集成了晶體、溫度傳感器、自動(dòng)溫度補(bǔ)償算法和實(shí)時(shí)時(shí)鐘。該解決方案不僅計(jì)時(shí)精度極高，而且成本低廉，特別適用于智能電表等計(jì)時(shí)精度要求高的應(yīng)用設(shè)計(jì)。
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評(píng)論