[實用新型]一種超低功耗實時時鐘

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320704422.8
• 申請日: 2013-11-07
• 公開（公告）號: CN203734371U
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋志東;楊建坡;杜凌;韋景豹
• 申請（專利權(quán)）人: 奧維通信股份有限公司
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 譚英強

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及arm平臺嵌入式領(lǐng)域，尤其是一種超低功耗實時時鐘。

背景技術(shù)

術(shù)語解釋：

實時時鐘：縮寫是RTC(Real_Time?Clock)，RTC?是集成電路，通常稱為時鐘芯片，通常情況下需要外接32.768kHz晶體，匹配電容、備份電源等元件。

I2C總線：I2C（Inter－Integrated?Circuit）總線是由PHILIPS公司開發(fā)的兩線式串行總線，用于連接微控制器及其外圍設(shè)備，兩條線為SDA和SCL，SDA為串行數(shù)據(jù)，SCL為串行時鐘線，兩條線必須用一個上拉電阻與正電源相連，數(shù)據(jù)只在總線不忙時才可傳送，且嚴(yán)格按照時序要求，是微電子通信控制領(lǐng)域廣泛采用的一種總線標(biāo)準(zhǔn)。

上升沿、下降沿：數(shù)字電路中,把電壓的高低用邏輯電平來表示。邏輯電平包括高電平和低電平這兩種。不同的元器件形成的數(shù)字電路，電壓對應(yīng)的邏輯電平也不同。在TTL門電路中，把大于3.5伏的電壓規(guī)定為邏輯高電平，用數(shù)字1表示；把電壓小于0.3伏的電壓規(guī)定為邏輯低電平，用數(shù)字0表?示。數(shù)字電平從0變?yōu)??的那一瞬間叫作上升沿，從1到0的那一瞬間(時刻)叫作下降沿。

MCU：（Micro?Control?Unit)中文名稱為微控制單元，又稱單片微型計算機(Single?Chip?Microcomputer)或者單片機，是指隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)及其發(fā)展，將計算機的CPU、RAM、ROM、定時計數(shù)器和多種I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片級的計算機，為不同的應(yīng)用場合做不同組合控制。

許多電子系統(tǒng)都會提供實時時鐘給不同功能使用，例如系統(tǒng)的日歷時間功能、時間戳記和定時工作的啟動，定期喚醒系統(tǒng)執(zhí)行測量作業(yè)等。市面上許多解決方案己將實時時鐘和完整的“獨立”功能整合至微控制器，將微控制器整合的許多好處付諸實現(xiàn)，但在arm平臺（arm9、arm11）linux嵌入式系統(tǒng)中在斷電情況下，一般由紐扣電池作為備份電源給予MCU供電，從而保持實時時鐘能正常行走，由于MCU微控制器即便是處于低功耗的休眠狀態(tài)，內(nèi)核核心仍然受到電源控制器的管理及等待喚醒睡眠，消耗的能量相對于外部實時時鐘芯片來說要多得多，對于尺寸要求嚴(yán)格的手持設(shè)備或終端產(chǎn)品電池的續(xù)航能力極為重要，本發(fā)明為外擴實時時鐘芯片，通過I2C總線連接到MCU，進而在系統(tǒng)上電時候從時鐘芯片中讀取硬件時鐘再更新系統(tǒng)時間達到供給系統(tǒng)實時時鐘功能。

但是MCU集成的內(nèi)部實時時鐘電池續(xù)航能力差，對于封裝性好的產(chǎn)品設(shè)備拆卸重新裝載繁瑣。

實用新型內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型的目的是：提供一種通過外接實時時鐘芯片及電源部分電路設(shè)計實現(xiàn)增強備用電池續(xù)航能力的超低功耗實時時鐘。

本實用新型所采用的技術(shù)方案是：一種超低功耗實時時鐘，包括有直流電源、電池、雙電源自動切換電路、時鐘芯片和微控制單元，所述直流電源的輸出端連接至雙電源自動切換電路的第一輸入端，所述電池的正極連接至雙電源自動切換電路的第二輸入端，所述雙電源自動切換電路的輸出端連接至?xí)r鐘芯片的電源輸入端，所述時鐘芯片與微控制單元連接。

進一步，所述時鐘芯片與微控制單元通過I2C總線連接。

進一步，所述雙電源自動切換電路包括有第一二極管和第二二極管，所述直流電源的輸出端連接至第一二極管的陽極，所述電池的正極連接至第二二極管的陽極，第一二極管的陰極和第二二極管的陰極均連接至?xí)r鐘芯片的電源輸入端。

進一步，所述雙電源自動切換電路還包括有電容，所述電容的一端與第一二極管的陽極連接，所述電容的另一端接地。

進一步，所第一二極管和第二二極管均為IN4148高速開關(guān)二極管。

進一步，所述時鐘芯片的型號為PCF8563。

進一步，所述直流電源為3.3V直流電源。

進一步，所述電池為紐扣電池。

本實用新型的有益效果是：本技術(shù)方案實現(xiàn)了在系統(tǒng)上電時，MCU通過I2C總線從時鐘芯片中讀取硬件時鐘，再更新系統(tǒng)時間達到供給系統(tǒng)實時時鐘功能；同時利用雙電源自動切換電路實現(xiàn)直流電源和電池的自動切換，在直流電源處于工作狀態(tài)時，電池切換到零功耗狀態(tài)，從而增加電池的續(xù)航時間，實現(xiàn)超低功耗。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本實用新型實時時鐘的電源供給部分電路原理圖；

圖3為本實用新型實時時鐘的時鐘芯片接口部分電路原理圖；

圖4為I2C總線起始停止條件時序圖；

圖5為數(shù)據(jù)位傳送圖。