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智能设备精准时间管理:RTC与KHz晶体组合方案

2025-02-24 17:30:59阅读量:887

实时时钟(Real-Time Clock,简称RTC)是一种专用的集成电路,用于提供精确的时间基准。32.768kHz晶振因其二进制分频的便利性而成为RTC中最常用的时钟源,确保RTC在各种应用场景中能够提供可靠和准确的时间基准。

 

根据是否内部集成可以分为内置晶体RTC(Integrated Crystal RTC)与外置晶体RTC(External Crystal RTC)两类。内置晶振RTC一致性更好,但灵活性较低且成本较高;外置晶振RTC具备更高的灵活性与更强的适应性,能够更好地满足不同应用场景和环境需求。然而,在32.768kHz晶振的选型中,由于晶体特性差异和电路设计复杂性,可能会导致匹配不佳,从而影响时钟信号的精度和稳定性。

 

采用完整的 RTC 组合方案,包括优化的电路设计和精确的参数匹配,能够显著提高系统的整体精度和稳定性。本文将介绍YXC外置晶体RTC YSN8563搭配YXC 32.768kHz晶振的组合方案。

 

一、YXC时钟芯片YSN8563介绍

 

YSN8563是一款为需要高精度时间管理和低功耗应用设计的实时时钟芯片。其核心优势在于卓越的时间保持能力以及较低的电流消耗特性,同时采用I2C总线技术,支持最高400Kbit/s的总线速度,显著提升数据传输效率YSN8563还具备丰富的功能集,包括但不限于可编程的日历闹钟、定时器和周期性中断功能,为用户提供了灵活且高效的时间控制解决方案。

 

YSN8563产品图 

YSN8563产品图

特征:

支持报警、定时器与中断功能

工作温度:-40℃~+85℃

低功耗:0.9μA(典型值)

供电电压:1.2V~5.5V

I2C总线通信接口

内置匹配电容

外置晶体:32.768kHz

封装:SOP8 & TSSOP8

Pin-to-Pin兼容PCF8563

 

详细参数:

YSN8563由振荡电路(Oscillator)、实时时钟核心(RTC Core)、寄存器(Register)、电源管理(Power Management)、I2C接口(I2C Interface)以及中断输出电路(Interrupt/Fout)等构成。YSN8563的实时时钟核心主要负责提供精确的时间管理,其时钟信号和频率源由内部振荡电路与外部32.768kHz晶振共同提供。

 

 YSN8563构成框图

YSN8563构成框图

 

YSN8563引脚功能示意

YSN8563引脚功能示意

 

YSN8563封装尺寸图

YSN8563封装尺寸图

 

YSN8563在技术参数和性能方面与PCF8563相当,能够满足替代需求。此外,YXC还提供详尽的基础方案设计和技术支持,有助于用户在设计和开发过程中实现更高的准确性和可靠性。

 

二、32.768kHz晶振匹配方案

 

晶振是利用石英晶体的压电效应制成的时钟频率器件,主要为电子系统提供高度稳定的时钟信号,实现精准计时,确保系统各部件的同步运行。32.768kHz晶振是一种低频石英晶体谐振器,广泛用于实时时钟(RTC)和其他需要精确时间基准的电子设备中。YXC提供多种封装形式的32.768kHz晶振,用于满足多样化方案设计需求。

产品系列

封装尺寸(mm)

标称频率

频率误差

YSX1610SK

1.6x1.0x0.5

32.768kHz

±10ppm、±20ppm

YSX2012SK

2.0x1.2x0.6

32.768kHz

±10ppm、±20ppm

YST310S

3.2x1.5x0.8

32.768kHz

±10ppm、±20ppm

 YXC 32.768kHz产品列表

 

三、RTC YSN8563 + 32.768kHz组合方案

 

选择合适的32.768kHz晶振对于确保时钟的准确性与可靠性至关重要。YXC提供的32.768kHz晶振与YSN8563芯片高度匹配,配套方案能够确保RTC系统的精度和可靠性。

 

RTC YSN8563 + 32.768kHz组合方案

以下测试结果展示了RTC YSN8563搭配YXC 32.768kHz晶振实现的时钟频率稳定性。

 

测试条件:

1、RTC:YSN8563

YXC外置晶振时钟芯片

2、晶振:YST310S

YXC 谐振器

标称频率:32.768kHz

封装:3.2*1.5mm

负载电容:12.5pF

3、外挂电容:15pF

测试结果:

RTC时钟方案频率偏差为-3.8PPM,具备优异的频率稳定性

测试条件

测试结果

RTC

32.768kHz

外挂电容

频率偏差

YSN8563

YST310S (CL=12.5pF)

15pF

-3.8PPM

 

 实际测试数据展示

实际测试数据展示

 

YSN8563与32.768kHz晶振组成的时钟方案,能够在低功耗条件下实现精准的时间控制,适用于物联网设备、可穿戴设备、工业自动化系统、汽车电子、远程监控系统、智能电表及医疗设备等各类应用场景。该方案有效提升系统的能效、准确性和安全性,促进相关行业技术进步与产业升级。

 

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