PDF《AN61546》

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cypress.com 文档编号: 001-92100 版本 *B

1 AN61546 非易失性静态随机存取存储器(NVSRAM)实时时钟(RTC)的设计指南和最佳实践 作者: Shivendra Singh 相关器件系列:CY14xxxxx (nvSRAM RTC) 相关应用笔记:AN53313 要想获得本应用笔记的最新版本或相关项目文件,请访问 http://www.cypress.com/go/AN61546. AN61546 介绍了 nvSRAM RTC 设计的实时时钟(RTC)功能、组件选择标准以及布局设计中的最佳实践等内容. 本应用 笔记中的设计指南和最佳实践有助于对系统中具有 RTC 功能的 nvSRAM 进行设计,并能够最小化通常由布局设计及组件选 择不合理造成的时序错误. 目录

1 简介

1 2 晶振基础知识.2

3 晶振谐振频率.3 3.1 等效串联电阻

3 3.2 晶振品质因素

3 3.3 驱动电平

4 4 nvSRAM RTC 时钟振荡器电路

5 4.1 负载电容

5 5 nvSRAM RTC 电路设计.7 5.1 RTC 备用电源选项

8 5.2 RTC 备用时间的计算

9 6 PCB 设计注意事项.11 6.1 信号路由

11 6.2 RTC 时钟校准

12 6.3 nvSRAM RTC 的故障排除指南

12 7 总结

13 8 相关文档.13 文档修订记录.14 全球销售和设计支持.15 产品.15 PSoC ? 解决方案.15 赛普拉斯开发者社区.15 技术支持.15

1 简介 nvSRAM RTC 集成了标准实时时钟功能和非易失性 SRAM 功能.服务器、安全监控系统、工业控制器、数据记录器以 及单板计算机等各种应用仅是要求使用 RTC 功能才能可靠准确地操作系统的少数几个例子.集成 RTC 功能的 nvSRAM 带来了多种优势,如无限写入 nvSRAM 中的 SRAM、断电时自动保存数据,以及允许系统将关键信息连续写 入到具有时间戳的非易失性存储器. RTC 模块通过使用频率为 32.768 kHz 的晶振生成了具有计时功能的参考时钟.无论处于活跃模式还是断电模式,该模 块都会保存系统的时序信息.要想使 RTC 模块在断电模式下仍保持活动状态,需要用到备用电源,这样可以在 VCC 电 源处于 OFF(关闭)状态时,时钟振荡器仍能正常运行. RTC 时钟的精度主要取决于所使用的组件、布局设计、组件放置以及工作温度的准确度.通过使能片上时钟校准选项, 可以提高时钟精度.本应用笔记中的 RTC 时钟校准一节简要说明了 RTC 时钟校准操作. 本应用笔记介绍了有关晶振操作、nvSRAM RTC 组件选择标准以及布局设计指导等内容. 非易失性静态随机存取存储器(nvSRAM)实时时钟(RTC)的设计指南和最佳实践 www.cypress.com 文档编号: 001-92100 版本*B

2 2 晶振基础知识 晶振是由石英材料制成的,包含二氧化硅,并具有压电特性.在石英晶体的表面上施加压力时,石英会产生电位.相反, 当在石英晶体的表面上有电位时,也会产生机械变形或震荡.这些震荡的频率由以下因素决定: ? 石英晶体的外形尺寸 ? 与石英晶体轴相对的晶振切口大小 ? 工作温度 ? 振荡电路 自然震荡频率比较稳定.此外,谐振的品质因素(Q 值)较高,介于数万到数十万的范围内. 晶体有几个基本特性对震荡电路设计起着重要作用.图1显示了典型的晶体符号,图2显示了其等效电路.该电路由 一系列组件构成,包括动态电感 L

1、动态电阻 R1 和动态电容 C1.并行组件 C0 是晶振的并联电容. 等效串联电阻(ESR),又被称为动态电阻,是指在谐振频率下消除晶振电抗部分时的晶振阻抗.ESR 和Q是成反比 关系. ESR 越低,晶振消耗的能量越少.具有高 ESR 的晶振需要更多的能量才能运行,并且启动时间会更长. 图1. 晶振符号 图2. 晶振等效电路 非易失性静态随机存取存储器(nvSRAM)实时时钟(RTC)的设计指南和最佳实践 www.cypress.com 文档编号: 001-92100 版本*B