專利名稱：一種實時時鐘電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種實時時鐘電路背景技術(shù)由于半導(dǎo)體制造工藝的原因，低壓器件的成本比傳統(tǒng)5V器件更低、性能更優(yōu)、功耗更小，因此，低壓器件的應(yīng)用越來越廣泛。典型的低器件電壓值為3.3V，此數(shù)值幾乎接近了普通電池提供的電壓。因此，對于既存在電源供電又存在電池供電的實時時鐘電路RTC而言，就會出現(xiàn)電源供電電壓和電池供電電壓相差較小的現(xiàn)象。
實時時鐘電路RTC的種類繁多，通常包括主電源、備用電池和實時時鐘芯片。其中，實時時鐘芯片各管腳定義不盡相同，但一致的是都具有電源供電輸入端和電池供電輸入端，實時時鐘芯片在系統(tǒng)斷電時由電池供電，通電時比較電源供電輸入端和電池供電輸入端的電壓值，選取電壓值較高者進(jìn)行供電。
實時時鐘芯片通過一定的接口(如I2C接口)與外部處理器相連，處理器對其進(jìn)行訪問時間的校正和數(shù)據(jù)的讀取。因此實時時鐘芯片有兩種狀態(tài)被訪問狀態(tài)和非訪問狀態(tài)。一般而言，由電源供電時，實時時鐘芯片允許處理器對其進(jìn)行正常訪問；由電池供電時，為使電池電流降至最小，以及避免數(shù)據(jù)被破壞，系統(tǒng)會禁止實時時鐘芯片與外部處理器之間的通信，換而言之，電池供電時實時時鐘芯片的功能會受限。
主電源一般比較穩(wěn)定，但偶爾也會有一定程度的波動；同時，電池電壓在生命周期內(nèi)的動態(tài)范圍比較大，新電池的電壓很可能比標(biāo)稱電壓高很多，而在電池壽命末期很可能低于標(biāo)稱電壓。因此容易出現(xiàn)實時時鐘芯片處于通電狀態(tài)下，電源供電輸入端的電壓值小于電池供電輸入端的電壓值，進(jìn)而系統(tǒng)會選擇電池供電。但由于實時時鐘芯片處于電池供電時會禁止處理器的訪問，因此，如果此時處理器需要對實時時鐘芯片進(jìn)行訪問，就會被禁止，進(jìn)而無法完成對實時時鐘芯片的正常訪問。
為避免上述情況發(fā)生，目前的一種技術(shù)方案如圖1所示。在實時時鐘芯片的電池供電輸入端(VBAT)與電池13之間串聯(lián)一個或兩個二極管來降壓，當(dāng)電池13電壓過高或主電源VCC電壓向下波動時，使電池13電壓減去二極管上的壓降得到的VBAT點(diǎn)電壓值低于VCC，由此保證系統(tǒng)在通電狀態(tài)下，芯片采用電源VCC供電，以避免出現(xiàn)處理器對其訪問受限的問題。
但是，上述技術(shù)方案需要事先估計電池電壓和電源電壓的動態(tài)范圍，進(jìn)而選用具有合適正向?qū)▔航档亩O管。但由于電池和電源固有的離散性，特別是電池和電源的動態(tài)范圍有重疊時，很難選擇恰當(dāng)壓降的二極管，因此該種技術(shù)方案的有效性較差，而且不穩(wěn)定。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種實時時鐘電路，以解決現(xiàn)有通過降壓二極管防止實時時鐘芯片被訪問時由電池供電方案有效性較差的技術(shù)問題。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種實時時鐘電路，包括實時時鐘芯片和為其供電的主電源及備用電池，還包括串聯(lián)于備用電池支路中的分壓電阻，以及并聯(lián)于備用電池支路的開關(guān)電路。
優(yōu)選的，所述開關(guān)電路包括與參考電平相連的受控開關(guān)。
優(yōu)選的，所述開關(guān)電路還包括連接于受控開關(guān)和參考電平之間的分壓限流電阻。
所述受控開關(guān)為模擬電子開關(guān)、繼電器或具有開關(guān)功能的邏輯器件。
優(yōu)選的，所述開關(guān)電路包括與受控控制端相連的三極管和分壓限流電阻。
所述三極管的基極通過分壓限流電阻連接于控制端，射極連接于參考電平，集電極連接于實時時鐘芯片的電池供電輸入端。
所述三極管的基極通過分壓限流電阻連接于主電源，射極連接于控制端，集電極連接于實時時鐘芯片的電池供電輸入端。
所述控制端是對實時時鐘芯片進(jìn)行訪問的處理器的輸入輸出引腳。
一種實時時鐘電路，包括實時時鐘芯片和為其供電的主電源及備用電池，還包括串聯(lián)于備用電池支路中的受控開關(guān)。
所述受控開關(guān)是模擬電子開關(guān)、繼電器或具有開關(guān)功能的邏輯器件。
以上技術(shù)方案可以看出，在本實用新型中，通過在實時時鐘電路中的備用電池支路上串聯(lián)或并聯(lián)開關(guān)電路，使得系統(tǒng)供電且實時時鐘芯片被訪問時，將電池供電輸入端的電壓強(qiáng)制置低或完全斷開，進(jìn)而保證電源供電輸入端的電壓高于電池供電輸入端的電壓，避免出現(xiàn)外部訪問實時時鐘芯片由電池供電的情況，從而確保外部對實時時鐘芯片的正常訪問。


圖1為現(xiàn)有的實時時鐘電路示意圖；圖2為本實用新型公開的實時時鐘電路第一實施例示意圖；圖3為本實用新型公開的實時時鐘電路第二實施例示意圖；圖4為本實用新型公開的實時時鐘電路第三實施例示意圖；圖5為本實用新型公開的實時時鐘電路第四實施例示意圖。
具體實施方式
本實用新型的核心思想是，在備用電池支路上連接受控開關(guān)電路，進(jìn)而控制實時時鐘芯片的電池供電輸入端電壓，使其在芯片被訪問時，始終低于電源供電輸入端的電壓。
本實用新型公開了一種實時時鐘電路，包括實時時鐘芯片、為其供電的主電源、備用電池，以及串聯(lián)于備用電池支路中的分壓電阻，和并聯(lián)于備用電池支路的開關(guān)電路。
請參閱圖2，其為本實用新型公開的實時時鐘電路第一實施例示意圖。實時時鐘電路包括實時時鐘芯片11、主電源VCC、備用電池13、分壓電阻R2以及開關(guān)電路14。分壓電阻R2串聯(lián)于備用電池13支路中，即連接于備用電池13的正極與實時時鐘芯片11的電池供電輸入端VBAT之間。開關(guān)電路14并聯(lián)于備用電池13支路，包括受控開關(guān)S2和分壓限流電阻R3。
受控開關(guān)S2一端連接于電池供電輸入端VBAT(同時也是電阻R2遠(yuǎn)離備用電池13的一端)，另一端通過分壓限流電阻R3與參考電平相連。受控開關(guān)S2可以是受控的常開開關(guān)或單刀雙擲(SPDT)開關(guān)，如果是常開開關(guān)，當(dāng)控制端15的閉合信號到來時，受控開關(guān)S2閉合；當(dāng)閉合信號消失時，受控開關(guān)S2恢復(fù)常開狀態(tài)。如果是單刀雙擲開關(guān)，和常開開關(guān)的使用原理一樣，只是其另外一組閉合模式不用或根據(jù)具體的電路需要用于其他用途。無論是常開開關(guān)還是單刀雙擲開關(guān)，它們在具體實施時都可以有多種實現(xiàn)形式，比如模擬電子開關(guān)(如ADG433、DG442等)、繼電器或具有開關(guān)功能的邏輯器件等。
控制端15可以是對實時時鐘芯片11進(jìn)行訪問的處理器的輸入輸出IO引腳，即直接通過訪問實時時鐘芯片11的處理器對受控開關(guān)S2進(jìn)行控制。電阻R3主要起分壓限流作用，在實際應(yīng)用中，也可以不設(shè)置電阻R3，直接將受控開關(guān)S2的一端接參考電平。
下面結(jié)合圖2，詳細(xì)介紹本實施例的工作原理。
當(dāng)系統(tǒng)處于斷電狀態(tài)時，即主電源VCC不供電，受控開關(guān)S2處于常開狀態(tài)，顯然實時時鐘芯片11的電源供電輸入端VDD電壓低于電池供電輸入端VBAT電壓，進(jìn)而實時時鐘芯片11內(nèi)部的比較電路會選擇電壓值較高者，即備用電池對實時時鐘芯片11供電。
當(dāng)系統(tǒng)處于供電狀態(tài)且在非訪問實時時鐘芯片11時，受控開關(guān)S2也處于常開狀態(tài)，此時實時時鐘芯片的供電由電源供電輸入端VDD和電池供電輸入端VBAT的電壓大小確定。如果VDD點(diǎn)電壓高就選擇主電源VCC供電，如果VBAT點(diǎn)電壓高就選擇備用電池13供電，因為此時外部處理器并不訪問實時時鐘芯片11，因而不會涉及備用電池供電導(dǎo)致訪問受限的問題。
當(dāng)系統(tǒng)處于供電狀態(tài)且在訪問實時時鐘芯片11時，通過控制端15承載的閉合信號使受控開關(guān)S2閉合，進(jìn)而VBAT點(diǎn)電壓被強(qiáng)制置低，即VBAT點(diǎn)電壓值低于VDD點(diǎn)電壓值，實時時鐘芯片11通過主電源VCC供電。由此可知，通過設(shè)置開關(guān)電路14將VBAT點(diǎn)電壓值強(qiáng)制置低，保證實時時鐘芯片11被訪問時，始終由主電源VCC供電，從而避免了外部訪問實時時鐘芯片可能受限的問題。
請參閱圖3，其為本實用新型公開的實時時鐘電路第二實施例示意圖。實時時鐘電路包括實時時鐘芯片11、主電源VCC、備用電池13、分壓電阻R2以及開關(guān)電路24。分壓電阻R2串聯(lián)于備用電池13支路中，即連接于備用電池13的正極與實時時鐘芯片11的電池供電輸入端VBAT之間。開關(guān)電路24并聯(lián)于備用電池13支路，包括三極管26和分壓限流電阻R5。
三極管26的集電極連接于電池供電輸入端VBAT(同時也是電阻R2遠(yuǎn)離備用電池13的一端)，基極通過分壓限流電阻R5與控制端15相連，射極與參考電平相連?？刂贫?5可以是對實時時鐘芯片11進(jìn)行訪問的處理器的輸入輸出IO引腳，即直接通過訪問實時時鐘芯片11的處理器對三極管26進(jìn)行控制。電阻R5的作用是分壓限流。
下面結(jié)合圖3，詳細(xì)介紹本實施例的工作原理。
當(dāng)系統(tǒng)處于斷電狀態(tài)時，即主電源VCC不供電，控制端15為低電平，進(jìn)而三極管26的基極電流IB為零，三極管工作于截止?fàn)顟B(tài)。實時時鐘芯片11的電池供電輸入端VBAT電壓高于電源供電輸入端VDD電壓，于是實時時鐘芯片11通過備用電池13供電。
當(dāng)系統(tǒng)處于供電狀態(tài)且在訪問實時時鐘芯片11時，通過控制端15的信號置高，使三極管26工作于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，進(jìn)而VBAT點(diǎn)電壓被強(qiáng)制拉低，基本等于三極管26的飽和導(dǎo)通壓降(硅三極管為0.4V左右)，于是實時時鐘芯片11通過主電源VCC供電。由此可知，通過設(shè)置開關(guān)電路24將VBAT點(diǎn)電壓值強(qiáng)制置低，保證實時時鐘芯片11被訪問時，始終由主電源VCC供電，從而避免了外部訪問實時時鐘芯片可能受限的問題。
當(dāng)系統(tǒng)處于供電狀態(tài)且在非訪問實時時鐘芯片11時，通過控制端15的信號置零或懸空，使三極管26工作在截止?fàn)顟B(tài)，此時實時時鐘芯片由電源供電輸入端VDD和電池供電輸入端VBAT的電壓大小確定。如果VDD點(diǎn)電壓高就選擇主電源VCC供電，如果VBAT點(diǎn)電壓高就選擇備用電池13供電，因為此時外部處理器并不訪問實時時鐘芯片11，因而不會涉及備用電池供電導(dǎo)致訪問受限的問題。
此外，圖3中所示的三極管為PNP型，實際應(yīng)用中還可以使用NPN型的三極管。
請參閱圖4，其為本實用新型公開的實時時鐘電路第三實施例示意圖。實時時鐘電路包括實時時鐘芯片11、主電源VCC、備用電池13、分壓電阻R2以及開關(guān)電路34。分壓電阻R2串聯(lián)于備用電池13支路中，即連接于備用電池13的正極與實時時鐘芯片11的電池供電輸入端VBAT之間。開關(guān)電路34并聯(lián)于備用電池13支路，包括三極管26和分壓限流電阻R5。
三極管26的集電極連接于電池供電輸入端VBAT(同時也是電阻R2遠(yuǎn)離備用電池13的一端)，基極通過分壓限流電阻R5與主電源VCC相連，射極與控制端15相連?？刂贫?5可以是對實時時鐘芯片11進(jìn)行訪問的處理器的輸入輸出IO引腳，即直接通過訪問實時時鐘芯片11的處理器對三極管26進(jìn)行控制。電阻R5主要起的作用是分壓限流。
下面結(jié)合圖4，詳細(xì)介紹本實施例的工作原理。
當(dāng)系統(tǒng)處于斷電狀態(tài)時，即主電源VCC不供電，三極管26的基極電流IB為零，進(jìn)而三極管工作于截止?fàn)顟B(tài)。實時時鐘芯片11的電池供電輸入端VBAT電壓高于電源供電輸入端VDD電壓，進(jìn)而實時時鐘芯片11通過備用電池13供電。
當(dāng)系統(tǒng)處于供電狀態(tài)且在訪問實時時鐘芯片11時，控制端15的信號置低，三極管26工作于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，進(jìn)而VBAT點(diǎn)電壓被強(qiáng)制拉低，基本等于三極管26的飽和導(dǎo)通壓降(硅三極管為0.4V左右)，于是實時時鐘芯片11通過主電源VCC供電。由此可知，通過設(shè)置開關(guān)電路24將VBAT點(diǎn)電壓值強(qiáng)制置低，保證實時時鐘芯片11被訪問時，始終由主電源VCC供電，從而避免了外部訪問實時時鐘芯片可能受限的問題。
當(dāng)系統(tǒng)處于供電狀態(tài)且在非訪問實時時鐘芯片11時，通過控制端15的信號置高，使三極管26工作在截止?fàn)顟B(tài)，此時實時時鐘芯片由電源供電輸入端VDD和電池供電輸入端VBAT的電壓大小確定，如果VDD點(diǎn)電壓高就選擇主電源VCC供電，如果VBAT點(diǎn)電壓高就選擇備用電池13供電，因為此時外部處理器并不訪問實時時鐘芯片11，因而不會涉及備用電池供電導(dǎo)致訪問受限的問題。
此外，圖4中的三極管既可以是PNP型，也可以是NPN型。
優(yōu)選的，圖3和圖4中三極管的穿透電流ICEO和集-基反向飽和電流ICBO要盡量小，使ICBO和ICBO電流遠(yuǎn)小于VBAT的吸收電流，從而延長電池的使用壽命。ICEO和ICBO的關(guān)系為ICEO＝ICBO+β×ICBO，其中β為三極管的共發(fā)射極電流放大系數(shù)，β值一般在20～200，因而在此可以只考慮ICEO而不考慮ICBO的影響。小功率半導(dǎo)體三極管的ICEO有小于50nA系列的，而RTC芯片的VBAT端吸收電流一般為200～400nA，這樣ICEO電流對電池使用壽命的影響可以忽略，由于ICEO的最大值是已知的，故而也能很方便計算出電池的使用壽命。
本發(fā)明還公開了一種實時時鐘電路，包括實時時鐘芯片、為其供電的主電源、備用電池，以及串聯(lián)于備用電池支路中的受控開關(guān)。
請參閱圖5，其為本實用新型公開的實時時鐘電路第四實施例示意圖。實時時鐘電路包括實時時鐘芯片11、主電源VCC、備用電池13、以及受控開關(guān)S1。
受控開關(guān)S1連接于備用電池13正極和電池供電輸入端VBAT之間。受控開關(guān)S1可以是受控的常閉開關(guān)或單刀雙擲(SPDT)開關(guān)。如果是常閉開關(guān)，當(dāng)控制端15的斷開信號到來時，受控開關(guān)S1斷開；當(dāng)斷開信號消失時，受控開關(guān)S1恢復(fù)常閉狀態(tài)。如果是單刀雙擲開關(guān)，和常閉開關(guān)的使用原理一樣，只是其另外一組閉合模式不用或根據(jù)具體的電路需要用于其他用途。無論是常開開關(guān)還是單刀雙擲開關(guān)，它們在具體實施時都可以有多種實現(xiàn)形式，比如模擬電子開關(guān)、繼電器或具有開關(guān)功能的邏輯器件。
控制端15可以是對實時時鐘芯片11進(jìn)行訪問的處理器的IO引腳，即直接通過訪問實時時鐘芯片11的處理器對受控開關(guān)S2進(jìn)行控制。
下面結(jié)合圖5，詳細(xì)介紹本實施例的工作原理。
當(dāng)系統(tǒng)處于斷電狀態(tài)時，受控開關(guān)S1處于常閉狀態(tài)，實時時鐘芯片通過備用電池供電；當(dāng)系統(tǒng)處于供電狀態(tài)時，通過控制端15的控制信號使受控開關(guān)S1斷開，實時時鐘芯片通過主電源VCC供電。由此可知通過在備用電池支路上串聯(lián)受控開關(guān)S1，使系統(tǒng)處于供電狀態(tài)時，強(qiáng)制斷開備用電池支路，保證實時時鐘芯片11被訪問時，始終由主電源VCC供電，從而避免了外部訪問實時時鐘芯片可能受限的問題。
上述公開的僅為本實用新型的幾個具體實施例，但本實用新型并非局限于此。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之變化都應(yīng)落在本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本實用新型的限制。
權(quán)利要求1.一種實時時鐘電路，包括實時時鐘芯片和為其供電的主電源及備用電池，其特征在于，還包括串聯(lián)于備用電池支路中的分壓電阻，以及并聯(lián)于備用電池支路的開關(guān)電路。
2.如權(quán)利要求1所述的實時時鐘電路，其特征在于，所述開關(guān)電路包括與參考電平相連的受控開關(guān)。
3.如權(quán)利要求2所述的實時時鐘電路，其特征在于，所述開關(guān)電路還包括連接于受控開關(guān)和參考電平之間的分壓限流電阻。
4.如權(quán)利要求2或3所述的實時時鐘電路，其特征在于，所述受控開關(guān)為模擬電子開關(guān)、繼電器或具有開關(guān)功能的邏輯器件。
5.如權(quán)利要求1所述的實時時鐘電路，其特征在于，所述開關(guān)電路包括與控制端相連的三極管和分壓限流電阻。
6.如權(quán)利要求5所述的實時時鐘電路，其特征在于，所述三極管的基極通過分壓限流電阻連接于控制端，射極連接于參考電平，集電極連接于實時時鐘芯片的電池供電輸入端。
7.如權(quán)利要求5所述的實時時鐘電路，其特征在于，所述三極管的基極通過分壓限流電阻連接于主電源，射極連接于控制端，集電極連接于實時時鐘芯片的電池供電輸入端。
8.如權(quán)利要求5至7中任意一項所述的實時時鐘電路，其特征在于，所述控制端是對實時時鐘芯片進(jìn)行訪問的處理器的輸入輸出引腳。
9.一種實時時鐘電路，包括實時時鐘芯片和為其供電的主電源及備用電池，其特征在于，還包括串聯(lián)于備用電池支路中的受控開關(guān)。
10.如權(quán)利要求9所述的實時時鐘電路，其特征在于，所述受控開關(guān)是模擬電子開關(guān)、繼電器或具有開關(guān)功能的邏輯器件。
專利摘要本實用新型公開了一種實時時鐘電路，包括實時時鐘芯片和為其供電的主電源及備用電池，還包括串聯(lián)于備用電池支路中的分壓電阻，以及并聯(lián)于備用電池支路的開關(guān)電路。本實用新型還公開了一種實時時鐘電路，包括實時時鐘芯片和為其供電的主電源及備用電池，還包括串聯(lián)于備用電池支路中的受控開關(guān)。
文檔編號G06F1/04GK2874897SQ20052014665
公開日2007年2月28日 申請日期2005年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月20日
發(fā)明者陳向明, 陳道威, 姚松 申請人:杭州華為三康技術(shù)有限公司