一文看懂rtc實(shí)時時鐘和單片機(jī)時鐘的區(qū)別

rtc實(shí)時時鐘和單片機(jī)時鐘的區(qū)別

實(shí)時時鐘是指給日期及時間計(jì)數(shù)器累加的時鐘，通常是32768Hz，系統(tǒng)時鐘是指單片機(jī)內(nèi)部的主時鐘，給各個模塊提供工作時鐘的基礎(chǔ)，CPU時鐘是指經(jīng)過CPU的PLL后將系統(tǒng)時鐘改變?yōu)镃PU工作的時鐘。在一般的低速單片機(jī)系統(tǒng)中，系統(tǒng)時鐘和CPU時鐘基本相等，在高速單片機(jī)系統(tǒng)中，CPU時鐘比系統(tǒng)時鐘高得多。而實(shí)時時鐘只有在需要日期時間的系統(tǒng)中才有，并且是最低的，有的系統(tǒng)也將它作為低功耗時CPU時鐘。

實(shí)鐘（RTC）由晶體控制精度，向主系統(tǒng)提供BCD碼表示間期器件。主系統(tǒng)與RTC間通信通并行口通串行口。并行器件速度快需較底板空間較昂貴。串行器件體積較且價格相便宜主頻CPU鐘頻率。簡單說CPU工作頻率般說鐘周期完指令數(shù)固定所主頻越高，CPU速度越快由于各種CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)盡相同所并能完全用主頻概括CPU性能，至于外頻系統(tǒng)總線工作頻率；倍頻則指CPU外頻與主頻相差倍數(shù)用公式表示：主頻=外頻×倍頻系統(tǒng)鐘現(xiàn)電腦顯示間通更新調(diào)整通BIOSS設(shè)置。

一臺能夠工作的計(jì)算機(jī)要有這樣幾個部份構(gòu)成：CPU（進(jìn)行運(yùn)算、控制）、RAM（數(shù)據(jù)存儲）、ROM（程序存儲）、輸入/輸出設(shè)備（例如：串行口、并行輸出口等）。在個人計(jì)算機(jī)上這些部份被分成若干塊芯片，安裝一個稱之為主板的印刷線路板上。

rtc實(shí)時時鐘如DS1302是一個單獨(dú)的時鐘芯片，和單片機(jī)連接后，可以設(shè)置時間和鬧鈴時間，并讀取時間進(jìn)行顯示，普通單片機(jī)要做時鐘需要占用其較多資源，并且斷電后沒法保持。

一些高檔單片機(jī)如STM32F103（無日歷功能，STM32F407有日歷功能）內(nèi)部也有實(shí)時時鐘，可以和單片機(jī)分開供電，并且有單獨(dú)的振蕩電路，斷電后仍能運(yùn)行，就無需再外接時鐘芯片了。

單片機(jī)中時鐘的理解

時鐘是STM32單片機(jī)的脈搏，是單片機(jī)的驅(qū)動源，使用任何一個外設(shè)都必須打開相應(yīng)的時鐘。這樣的好處是，如果不使用一個外設(shè)的時候，就把它的時鐘關(guān)掉，從而可以降低系統(tǒng)的功耗，達(dá)到節(jié)能，實(shí)現(xiàn)低功耗的效果。每個時鐘，系統(tǒng)都會處理一步數(shù)據(jù)，這樣才能讓工作不出現(xiàn)紊亂。

單片機(jī)內(nèi)外部時鐘方式

內(nèi)部時鐘方式：

利用單片機(jī)內(nèi)部的振蕩器，然后在引腳XTAL1（18腳）和XTAL2（19腳）兩端接晶振，就構(gòu)成了穩(wěn)定的自激振蕩器，其發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部時鐘電路，外接晶振時，晶振兩端的電容一般選擇為30PF左右；這兩個電容對頻率有微調(diào)的作用，晶振的頻率范圍可在1.2MHz-12MHz之間選擇。為了減少寄生電容，更好地保證振蕩器穩(wěn)定、可靠地工作，振蕩器和電容應(yīng)盡可能安裝得與單片機(jī)芯片靠近。

外部時鐘方式：

此方式是利用外部振蕩脈沖接入XTAL1或XTAL2。HMOS和CHMOS單片機(jī)外時鐘信號接入方式不同，HMOS型單片機(jī)（例如8051）外時鐘信號由XTAL2端腳注入后直接送至內(nèi)部時鐘電路，輸入端XTAL1應(yīng)接地。由于XTAL2端的邏輯電平不是TTL的，故建議外接一個上接電阻。對于CHMOS型的單片機(jī)（例如80C51），因內(nèi)部時鐘發(fā)生器的信號取自反相器的輸入端，故采用外部時鐘源時，接線方式為外時鐘信號接到XTAL1而XTAL2懸空。如下圖

外接時鐘信號通過一個二分頻的觸發(fā)器而成為內(nèi)部時鐘信號，要求高、低電平的持續(xù)時間都大于20ns，一般為頻率低于12MHz的方波。片內(nèi)時鐘發(fā)生器就是上述的二分頻觸發(fā)器，它向芯片提供了一個2節(jié)拍的時鐘信號。

實(shí)時時鐘硬件結(jié)構(gòu)

晶振

晶振一般叫做晶體諧振器，是一種機(jī)電器件，晶振是石英振蕩器的簡稱，英文名為Crystal是用電損耗很小的石英晶體經(jīng)精密切割磨削并鍍上電極焊上引線做成。

晶振的作用：提供基準(zhǔn)頻率。

RTC的晶振：

任何實(shí)時時鐘的核心都是晶振，晶振頻率為32768Hz。它為分頻計(jì)數(shù)器提供精確的與低功耗的實(shí)基信號。它可以用于產(chǎn)生秒、分、時、日等信息。為了確保時鐘長期的準(zhǔn)確性，晶振必須正常工作，不能夠收到干擾。RTC的晶振又分為：外部晶振和內(nèi)置晶振。

RTC的晶振頻率為什么是32768Hz？

①RTC時間是以振蕩頻率來計(jì)算的。故它不是一個時間器而是一個計(jì)數(shù)器。而一般的計(jì)數(shù)器都是16位的。又因?yàn)闀r間的準(zhǔn)確性很重要，故震蕩次數(shù)越低，時間的準(zhǔn)確性越低。所以必定是個高次數(shù)。215=32768。

②32768Hz=215即分頻15次后為1Hz，周期=1s。

③經(jīng)過工程師的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)32768Hz，時鐘最準(zhǔn)確。

④規(guī)范和統(tǒng)一。

日歷時鐘結(jié)構(gòu)框圖

實(shí)時時鐘作用

實(shí)時時鐘的縮寫是RTC（Real_Time Clock）。RTC 是集成電路，通常稱為時鐘芯片。實(shí)時時鐘芯片是日常生活中應(yīng)用最為廣泛的消費(fèi)類電子產(chǎn)品之一。它為人們提供精確的實(shí)時時間，或者為電子系統(tǒng)提供精確的時間基準(zhǔn)，目前實(shí)時時鐘芯片大多采用精度較高的晶體振蕩器作為時鐘源。有些時鐘芯片為了在主電源掉電時，還可以工作，需要外加電池供電。