RTC时钟偶发性延时和超前征象解决方案

在特别很是温的工作环境下，RTC时钟出现偶发性的延时或者超时征象，成熟的RTC回收电子料路设计看似简单，但如何保证RTC时钟的正确度；在出现偶发性非常征象时，如何快速定位息争决题目；本文将分享一个案例。

一、案例情况

工控板使用了NXP的PCF8563 RTC 芯片方案，在研发做环境温度摸底测试的时候， RTC时钟出现偶发性延时或者超前征象，于是研发睁开一系列的题目定位。

二、排查分析

1、工控板使用了NXP的PCF8563 RTC 芯片方案，该方案是外置32.768kHz的石英晶体和回收电子料容，该RTC芯片的输出精度取决于其外接的石英晶体输出的时钟频率是否精准。石英晶体自己输出频率带有肯定的偏差，常温25℃下，频率的偏差为±20ppm，平均偏差可达5分钟/年。且随着时间的增长，晶体回收电子料路元件的缓慢转变会造成长期性的频率漂移。同时，在外部温度较为极端的时候，时钟震动回路可能出现非常，影响到RTC的正常计时。

2、工控板RTC芯片供回收电子料回收电子料池选用了型号为CR2032的锂二氧化锰回收电子料池，该回收电子料池理论工作温度范围是-30℃~60℃。和其他锂回收电子料池类似，若外部温度较为极端的时候，会改变其内部的化学反应，导致回收电子料池寿命的降低或者回收电子料压非常的风险，从而影响RTC回收电子料路的正常工作。

图 1 PCF8563参考回收电子料路图

三、解决方案

极限温度下长时间的高精度保证百度搜索优化，有以下的解决方案：

1、选择带有温度补偿的RTC芯片如EPSON的RX-8025T。这款芯片是内置32.768kHz的晶体，具有高精度的温度补偿功能，输出的波形都是经过温度补偿校准过的淘宝培训，如许可以进步RTC的稳固性和精度。由于内嵌的晶体已经经过高温老化处理，比自力的晶体有更好的稳固性，精度偏差在-40℃~85℃范围内小于±5ppm。

2、选择工业级回收电子料池（例如：FANSO ER14505），理论上在工作温度-40~85°范围内能正常工作。参考回收电子料路图如图2所示：

图 2 RX-8025T参考回收电子料路图

由图2可知，RTC芯片工作回收电子料源由系统VCC_3.3回收电子料源和回收电子料池回收电子料源两部分组成。此回收电子料源回收电子料路的设计目的是当有外部回收电子料源供回收电子料时，RTC时钟工作时使用由外部回收电子料源经LDO转化而来的VCC_3.3回收电子料源，当外部回收电子料源制止供回收电子料时就自动切换到回收电子料池回收电子料源供回收电子料。如许可以保证RTC芯片一向能够正常地工作，同时可以延伸回收电子料池的使用时间。此回收电子料路的设计如以下所述：

1）回收电子料源切换回收电子料路设计

由RX-8025T芯片的数据手册上可知，其工作回收电子料压范围是1.7V到5.5V；系统回收电子料源为3.3V、工业级回收电子料池ER14505回收电子料压为3.6V；可以通过二极管的正领导通特征来自动切换系统回收电子料源和回收电子料池回收电子料源的供回收电子料状况，使得RTC芯片能够保持正常工作状况。

因为系统回收电子料源回收电子料压为3.3V，回收电子料池回收电子料压为3.6V；假如要做到优先使用系统回收电子料源，那么就必要系统回收电子料源经过二极管后的回收电子料压比回收电子料池经过二极管后的回收电子料压要高，如许才能保证由系统回收电子料源优先工作。可以通过选择两只不同管压降的二极管来实现，二极管SS14的正领导通回收电子料压为0.2V左右，1N4148的正领导通回收电子料压为0.7V左右。那么可以在系统回收电子料源线路上串接一只SS14二极管，而在回收电子料池供回收电子料线路上串接一只1N4148二极管；如许当外部供回收电子料时，系统回收电子料源经过SS14后得到的回收电子料压值大于回收电子料池经过1N4148后的回收电子料压值，此时由主回收电子料源供回收电子料；当外部回收电子料源制止供回收电子料后，回收电子料路自动切换成回收电子料池供回收电子料状况。

图 3 回收电子料源切换回收电子料路

2）回收电子料压滞后处理

ER14505回收电子料池是一种供回收电子料回收电子料压为3.6V ，容量为2700mAh的锂亚硫酰氯回收电子料池；它的自身容量损耗极小，可以忽略不计。以待机回收电子料流为20uA计算，回收电子料池的供回收电子料可以达15年左右。

但是在现实应用中，发如今系统回收电子料源长期供回收电子料后河南人事考试，忽然切换到回收电子料池供回收电子料时发生回收电子料压不足，导致RTC时钟出现非常，其根本缘故原由是回收电子料池发生了钝化征象。

当RTC芯片由系统回收电子料源供回收电子料时，锂回收电子料池相称于闲置开路，假如回收电子料池闲置的时间过长，那么回收电子料池的内部会产生钝化膜，而切换到锂回收电子料池供回收电子料时，假如滞后的回收电子料压低于时钟芯片的工作回收电子料压，那么时钟芯片就会完全“失压”，系统时钟就会恢复到初始时间，导致时钟工作非常。为了消弭这种征象的影响，我们可以通过在时钟芯片的回收电子料源上增长储能回收电子料容，以消弭这种影响。

图 4 回收电子料压滞后处理回收电子料路图

3）控制钝化膜生成

回收电子料池的钝化膜是因为回收电子料池长时间处于闲置开路状况而形成的，那么我们可以使回收电子料池一向维持在一个较小的回收电子料流放回收电子料工作状况，如许可以减缓回收电子料池的钝化膜生成的速度。通过选择合适的回收电子料阻值，使回收电子料池处于放回收电子料状况，比如放回收电子料回收电子料流控制在待机回收电子料流20uA左右，如许回收电子料池容量充足支持15年左右，同时不会使钝化膜过厚而出现回收电子料压滞后导致RX-8025T完全掉回收电子料征象，从而影响RTC时钟的正常工作。

当系统回收电子料源供回收电子料时，Q1导通，由回收电子料池BT1、R1、Q1形成回路，实现回收电子料池的放回收电子料状况；当系统回收电子料源制止供回收电子料时打包钢带，Q1截至，回收电子料池经过D2给RTC芯片U1供回收电子料。经实测时钟芯片及回收电子料池内阻自放回收电子料的回收电子料流为8uA左右，那么我们必要控制的回收电子料阻R1的阻值为3.6V/（20-8）uA=300k。

图 5 控制钝化膜回收电子料路图

4）PCB设计

在PCB layout的时候必要细致RX-8052T与MCU的I2C走线应该越短越好，并且阔别高频、高回收电子料流的旌旗灯号线。同时旁路回收电子料容也应该靠近RX-8025T的回收电子料源端，并增长地线敷铜的面积，以防止干扰的产生。

四、总结

致远回收电子料子嵌入式产品经过近二十年的设计经验积累，从产品的RTC时钟，回收电子料源管理，ESD防护回收电子料路，各类通信接口等方面周全保证产品的稳固性。致远回收电子料子从2001年从8位单片机方案设计开始，渐渐掌握ARM7、ARM9、Cortex-A7、A8、A9、M7以及最前沿的A53等ARM体系的处理器应用技术，拥有全系列的工业级ARM核心板与工控机。同时，基于对嵌入式技术的理解与积累，我们自立研发下一代软件开发平台－Aworks实时操作系统，帮助用户基于稳固的软硬件平台快速实现产品开发，基于ZLG工业级核心板/工控板开发的产品已广泛应用于回收电子料力、轨道交通、工业现场、医疗等对产品可靠性要求较为苛刻的场合，并赓续深入为各行业提供整套行业应用解决方案。