在可穿戴設(shè)計中使用離散實時時鐘的3個理由

當然，實時時鐘（RTC）被認為是一種商品。但并非所有 RTC 都是一樣的。事實上，您甚至不必在設(shè)計中使用分立式RTC。畢竟，微控制器具有內(nèi)置的功能。但我想說的是，就整體解決方案尺寸和電源管理效率而言，使用分立式RTC實際上更有益，特別是如果您正在開發(fā)可穿戴設(shè)備等空間受限的應(yīng)用。

以下是使用分立RTC進行設(shè)計有益的三個原因：

在節(jié)省電力的同時跟蹤時間。集成RTC的微控制器確實會進入睡眠和低功耗模式，但時鐘需要保持運行，以提供精確的計時和報警功能。保持RTC開啟會導致微控制器產(chǎn)生漏電流，這確實會浪費一些能量。外部 RTC 允許您在微控制器斷電時保持時鐘運行。

使用具有集成功能的小型RTC時，節(jié)省其他外部組件。通過選擇小尺寸的高度集成的RTC，您可以避免為這些功能設(shè)計專門的組件。例如，一些外部RTC具有內(nèi)置的電源管理功能，當該功能檢測到模擬或數(shù)字輸入的變化時，該功能會觸發(fā)RTC喚醒微控制器。另一個有用的內(nèi)置功能是備用電池，當電池電壓降至某個閾值以下時，它會啟動。

延長使用具有超低靜態(tài)電流的 RTC 時的電池壽命。通過將靜態(tài)電流保持在納安級，您可以在不耗盡電池電量的情況下獲得始終在線的計時，這對于由小型紐扣電池供電的設(shè)計來說是一個特別重要的好處。

精確的計時，無需耗盡電池電量

可穿戴設(shè)備只是可以從分立式RTC中受益的應(yīng)用的一個例子。醫(yī)療設(shè)備是另一個領(lǐng)域。例如，糖尿病患者的胰島素筆由紐扣電池供電。如果這些筆中的微控制器必須始終保持打開狀態(tài)才能使內(nèi)置RTC運行，則電池將很快耗盡。電網(wǎng)中的功率繼電器也是如此——如果斷電，您仍然希望 RTC 繼續(xù)運行，而帶有內(nèi)置備用電池的 RTC 可以提供這種保證。因此，實際上有各種各樣的應(yīng)用可以從分立式RTC中受益。

Maxim的新型MAX31341B超小尺寸毫微功耗RTC是高度集成的計時方案的一個例子，展示了使用分立RTC的優(yōu)勢。該 IC 的工作在低于 180nA 的計時電流下，采用 2mm x 1.5mm 12 引腳 WLP 封裝（比目前市面上最小的 RTC 替代方案小 35%）。為了提高精度和靈活性，MAX31341B具有外部時鐘同步功能，可與您選擇的外部晶振同步。

該器件的電池備份功能允許您對器件進行編程，以便在電池電壓降至以下（例如 2V）時，它將切換到帶有內(nèi)置涓流充電器的備用電池。在需要精確計時的地方，例如機頂盒甚至 AM/FM 收音機，具有此功能非常有用。它還具有電源管理功能，可以連接外部開關(guān)以中斷RTC的輸出。如果RTC檢測到模擬輸入相對于既定可編程閾值或數(shù)字施密特觸發(fā)器輸入的變化，則可以對IC進行編程，使開關(guān)跳閘并喚醒微控制器。這些內(nèi)置功能無需使用外部電路，簡化了設(shè)計并減少了物料清單 （BOM）。

我們進行一個簡單的計算，看看（至少假設(shè)）MAX31341B如何支持較長的電池壽命。考慮一個典型的3V CR1216鋰紐扣電池，額定值為34mAh，每年自放電率為1%（從3V降至2V）。如果電池放在架子上并且它供電的設(shè)備被拔下，那么這個電池在 2 年后可能會剩下 100V。給定MAX31341B在3V時的計時電流低于180nA，電池在降至26V之前仍可使用2年。想象一下，計時26年！當然，這不包括為顯示時間所需的電路供電，但確實考慮了其用作內(nèi)部時鐘。

審核編輯：郭婷