您的系统需要RTC模块电路吗？

每当你需要在数字系统中跟踪时间时，你需要将时钟脉冲转换为日期和时间。仅仅运行在一个时钟电路上是不够的，转换需要一些数字运算，并且需要将时钟脉冲的计数与某个参考日期进行比较。由于任何好的电子设备中的时钟无论设备是否在使用中都应该运行，你还需要为你的计时模块提供一个持久的电源。

与其将一个晶体或振荡器电路连接到MCU，不如在你的电路板上使用实时时钟（RTC）模块来提供准确的计时。这些小芯片提供了一种简单的方式来跟踪数字系统中的时间，并通过标准的低速接口将数据反馈给MCU。以下是一些需要RTC模块电路的应用以及这些电路的一些流行选项。

RTC模块电路设计

RTC模块非常简单，且占用空间小。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份电池上提供至少十年的准确计时，并且在主系统电源可用时可以运行。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。

下面的示意图显示了一个简单的RTC模块电路，使用了一个流行的IC，即Maxim Integrated的DS1307。未引用的时钟脉冲从一个32.768 kHz的时钟传送到这个模块，而时钟脉冲在DS1307内部被引用到一个特定的日期。从那里，数据可以通过I2C被外部MCU查询，并存储在MCU的内存中。这基本上是其他带有内部振荡器和RTC电路的MCU用来跟踪时间作为其固件一部分的相同过程。

作为ATTiny85 MCU系统时钟的示例RTC模块电路。

在上述示意图中，唯一值得注意的其他组件是ATTiny85 MCU。这款MCU具有小型DIP封装，内置EEPROM支持100,000次擦写/写入周期，内置Flash和内置SRAM。这个特定的实现是客户项目中的电源监控和跟踪电路的一部分，但它说明了在某些情况下不需要大型MCU，而一个较小的MCU、备份电池和RTD模块电路就能提供你所需的功能。

为什么使用RTC模块电路而不是MCU？

我上面提到的电源产品出于多种原因不需要大型MCU。下面列出了一些常见的原因，它们可能也适用于你的下一个系统。

系统仅标记和存储数据。 这是传感器节点板的典型任务，其中数据可能会与时间戳和一些其他由逻辑电路触发的标准一起被标记。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，在上面的例子中是I2C），就不需要重型MCU。

核心功能内置于其他集成电路中。 在我上面提到的电源监控板示例中，我们不需要将感测和控制循环的逻辑集成到单个MCU中。这样可以节省一些空间，但构建固件就像重新发明轮子一样。许多这样的功能都内置在COTS 电源管理IC中。

间歇性电源。 如果设备需要离线，或者你预计电源接入将是间歇性的，那么你可以确保你的系统将继续凭借电池备份跟踪时间。RTC模块电路可以轻松与纽扣电池接口，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/管理单元就可以在电池电力上工作。相比之下，使用MCU在电池电力上保持时间会浪费电池寿命，因此无论如何使用小型RTC模块电路都是值得的。

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、备份电池管理控制器和外部振荡器的输入。 DS3231 RTC模块是一个更强大的版本，仍通过I2C通信，但它包含一个集成的振荡器、通过外部引脚的复位功能，以及方波/32.768 kHz振荡器输出。

DS3231应用电路。来自DS3231数据手册。

Maxim Integrated, MAX31341BEWC

这个特定的RTC模块是迄今为止Maxim最小的RTC组件，提供极低的电流消耗180 nA。这个组件还具有集成的闹钟功能以及通过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，允许通过外部源确定时钟精度。目标应用包括医疗设备、可穿戴设备、远程通信和类似领域。

MAX31341 应用 RTC 模块电路与外部 MCU。来自MAX31341 数据手册。

Renesas, ISL12057IUZ

Renesas 的 ISL12057IUZ提供与 MAX31341 类似的功能，但它针对工业、汽车和其他恶劣环境的应用领域进行了市场定位。与上述其他组件一样，它提供方波输出，数据通过 I2C 接口访问。该组件可以通过集成的反相放大器支持外部 32.768 kHz 振荡器，负载电容为 6 pF。

ISL12057IUZ 应用 RTC 模块电路。来自ISL12057IUZ 数据手册。

其他用于时间跟踪的组件

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，并与外部控制器接口。这些组件包括：

• MCU 或 FPGA

• 电池和电池座

• 无源元件（电阻和电容）

如果您正在设计需要 RTC 模块电路进行时间保持的移动设备、物联网产品或其他系统，您可以使用 Octopart 中的高级搜索和过滤功能找到这些组件和更多组件。当您使用 Octopart 的电子元件搜索引擎时，您将可以访问分销商数据和部件规格，所有这些都在用户友好的界面中免费提供。查看我们的集成电路页面以找到您需要的组件。

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