C51单片机实时时钟芯片概述

1.实时时钟芯片相关技术

实时时钟芯片（RTC）的主要功能是完成年、月、周、日、时、分、秒的计时，通过外部接口为单片机系统提供日历和时钟，所以一个最基本的实时时钟芯片通常会具有如下的一些部件：电源电路、时钟信号产生电路、实时时钟、数据存储器、通信接口电路、控制逻辑电路等，同时大部分的RTC还会提供一些额外的RAM，RTC的基本组成如图10-86所示。

如果直接利用单片机的定时器，是不是也可以用软件自己来写时钟、日历程序？是的，但是会有几个问题，首先为了使时钟不至于停走，就得在停电时给单片机供电，而相对RTC来说，单片机的功耗大很多，电池往往无法长时间工作；其次单片机计时的准确度比较差，通常很难达到需要的精度，因此目前RTC的使用已经十分广泛。

由于在需要RTC的场合，一般不允许时钟停走，所以即使在单片机系统停电的时候，RTC也必须能正常工作，因此一般都需要电池供电，同时考虑到电池使用寿命，所以有不少RTC把电路设计成能够根据主电源电压的有无，自动切换RTC使用主电源或备用电池，即当断电的时候，后备电池能够自动给RTC供电，而像DS1302还增加了电池充电电路，用来和可充电锂电池接口。

从上面的叙述里，我们看到最明显的一点是精度的差别。RTC在使用过程中是如何控制精度的呢？一般RTC都是使用32768Hz的晶振，本身误差小，同时很多设备在生产过程中对这个频率进行过校准，主要方法就是改变两个从晶振引脚到地的电容值的大小，通过测试RTC输出的秒信号的频率，然后把电容改成合适的数值，使精度控制在合理的范围里，当然目前也有些时钟芯片在片内内置了电容阵列，可以自动调整。影响精度还有另外一个原因，就是温度，因此有很多产品在采用无内置温补电路的时候，会使用软件对计时进行温度补偿。当然，现在也有些RTC内置了温度补偿，甚至还可以为系统提供环境温度值。

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图10-86 RTC的基本组成

2.常用的实时时钟芯片

我们见到最多的RTC可能是DS1302和DS12887了，当然还有很多其他的同类产品，按功能不同对几个比较常见的RTC予以简单的比较见表10-16。

表10-16 一些常用RTC的功能比较