愛普生即時時鐘模組優點
和內建功能應用說明
Epson Real-Time Clock module Advantages & its embedded functions / applications
(第一篇: 產品選項和基本功能介紹)
文: 王建斌 Rev 1.2
概述
精工愛普生即時時鐘模組(Real-Time Clock Module)全款皆內建 32.768kHz 石英晶體元件和振盪電 路，它具有超低耗電、高精度的時間與多種功能選項可支援，例如:喚醒計時器(Wake-up Timers)、電 源切換(Power Switch)與時間戳記(Time Stamp)，或是高精準度溫度補正(Temp. Compensation)等功 能。加上超小型產品封裝可供彈性設計選項，非常適用在 IoT 模組、穿戴式裝置、網路設備、監控系統，車高信賴度汽車應用等。
石英晶體的用途是什麼呢?當電子設備在積體電路(IC)上運行時，IC 需透過參考時脈做為 IC 系統 訊號使用，石英晶體就像是時鐘的基礎信號源。
如果以人體為例，可以把石英晶體想像為心臟跳動時的血液頻率和脈搏率。
如果以人體為例，可以把石英晶體想像為心臟跳動時的血液頻率和脈搏率。
主要特點
• 超低耗電: 即使微控制器 Microcontroller Unit(MCU)進入睡眠模式，RTC 模組仍然可自行運 作記錄時間。
• 高精度的時間: 多款具有溫度補償電路功能，RTC 模組的廣工作溫度範圍(例如:-40 ~ +105 度)內，仍然持續保持高精準的計時功能。
• 超小型封裝: 主要機種的包裝外型尺寸僅 3.2 x 2.5 x 1.0mm。
• 低耗電流、高穩定振盪電路實現: 因為 32.768kHz 石英晶體振盪器封裝在內部，無需任何
振盪電路外接零件接點(如負載電容、石英晶體元件)，暴露在電路板上，振盪電路信賴度
高，適合工業或汽車等應用，需要在嚴苛工作環境(高低溫、高濕、結露問題)下運行。
振盪電路外接零件接點(如負載電容、石英晶體元件)，暴露在電路板上，振盪電路信賴度
高，適合工業或汽車等應用，需要在嚴苛工作環境(高低溫、高濕、結露問題)下運行。
• AEC-Q100 / AEC-Q200: 多款機種可支援車用零件設計製造認證。
愛普生(台灣) RTC 模組，推薦主流產品功能規格比較表
* RA 系列為車用規格零件設計製造;RX 系列為工業應用、商規零件規格。
* ±23ppm 約等同±2 秒誤差/日(僅在+25°C 條件，不包含工作溫度條件下產生的誤差)
* 每筆時間記錄(資料包含，年、月、日、時、分、秒、狀態戳記)，秒最小單位，可支援達 1/256 秒
關於 RTC 模組常見問題
什麼是 RTC 模組?
Real-Time clock(RTC)是一種數位時鐘，主要特點為超低耗電，即使在主電源關閉或 MCU 進入睡眠 模式時仍然可以保持計時器時間。愛普生將石英晶體(32.768kHz)、震盪電路與 RTC IC 整合成一種 包裝，所以稱為 RTC 模組。這樣的設計不再需要匹配外部電容與石英晶體，可以簡化產品設計流 程，和高信賴度的電路振盪即計時器精準度，縮短電子產品設計時間。
為什麼需要 RTC 模組?
大多 MCU 內建有 RTC 功能，相較於 RTC 模組來比，即使 MCU 在睡眠模式或是低功耗模式時的耗 電還是比較高，若產品有電池壽命或是省電考量，那麼使用 MCU 內含的 RTC 功能可能就較不適合，設計上就需要考慮 RTC 模組，以愛普生 RX8111CE 為例，在僅計時器運行備用模式 VDD= 3V 下，耗電僅 100nA(額定值)，相較於 MCU 內建 RTC 功能耗電流 μA 耗電，要省電許多。
時間需要多精準?
計時器時間的精準度來自於 32.768kHz 石英晶體振盪電路誤差，通常以百萬分之一表示(part per million=百萬次震盪偏差)，時間偏差量和 32.768kHz 振盪器設計、出廠校正有關。而 32.768kHz 為 音叉型石英晶振，有著負溫度係數的特性，頻率偏差呈現開口向下拋物線狀(圖一)，溫度在 25°C時 為其最大頻偏頂點(零點)，另在工作溫度範圍-40°C~ +85°C下，依其二次溫度系數 B 值計算，其頻率偏差變化推算簡化推算公式為下 (本推算值不考慮振盪電路負載電容量，亦會隨溫度變異而略小)
Ti=+25°C(室溫)、ΘX=特定溫度點、B = -0.04ppm/°C2 最大
例如:當 ΘX =0°C=+50°C= -25ppm 偏差推算可能。
為了克服 32.768kHz 石英晶振的負溫度係數特性，愛普生提供了多款內建溫度補償電路功能的超高精準度的溫度補償型 RTC 模組，例 RX8900CE 與 RX8804CE 系列，其最高保證精準度可以達到±3.4ppm (本誤差包含工作溫度條件-40°C~ +85°C範圍)，或是±8ppm / -40°C ~ +105°C。
愛普生(日本)也設計提供方便的小工具，輸入頻率偏差可以直接換算成時間誤差，一天誤差幾秒 或一天誤差幾分可清楚知道，請參考下載連結:
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