芯谷科技--I²C 串行实时时钟,为系统提供持久、精准的时间基准D1307

在嵌入式系统、智能终端及电池供电设备中,一颗低功耗、高可靠性的 RTC(Real-Time Clock)是维持时间链连续性的关键。 D1307 采用经典 I²C 接口,集成 56 字节 NVSRAM、自动闰年修正与电池切换电路,以极小封装与极低静态电流,为工程师提供"上电即可计时"的简洁方案。


一、产品亮点

特性 规格来源 数值
供电电压范围 推荐工作条件 4.5 V ~ 5.5 V
电池电压范围 推荐工作条件 2.0 V ~ 3.5 V
时钟格式 功能描述 24 h 或 12 h(AM/PM)
备份 RAM 概述 56 × 8 bit NVSRAM
总线速率 交流电气特性 标准模式 100 kHz
电池功耗 电气特性 500 nA(振荡运行,SQW 关闭)
数据保持电流 电气特性 典型 10 nA(振荡停止)
封装 包装信息 DIP8 / SOP8
工作温度 极限值 --40 °C ~ +85 °C

二、功能概述

  1. 双电源无缝切换

    片内掉电检测电路实时比较 VCC 与 VBAT;当 VCC < 1.25 × VBAT 时自动进入电池备份模式,时钟继续运行,I²C 接口被禁止,防止误写。

  2. 完整日历与时钟

    秒、分、时、星期、日、月、年(含闰年)全部以 BCD 码存放;月末日期自动调整,无需软件干预。

  3. 可编程方波输出

    通过寄存器 RS1/RS0 选择 1 Hz、4.096 kHz、8.192 kHz、32.768 kHz 四种频率,可用于 MCU 唤醒、RTC 校准或外部中断源。

  4. 56 字节 NVSRAM

    掉电后数据仍由电池维持,适合保存校准参数、用户设置或少量日志信息;地址指针在 3FH 之后自动回卷到 00H,便于循环记录。

  5. 开漏 I²C 接口

    SDA、SCL、SQW/OUT 均为开漏结构,上拉电压可独立于 VCC 高达 5.5 V,方便与 1.8 V / 3.3 V / 5 V 逻辑混用。


三、典型应用

  • 移动电话:利用 SQW 输出 1 Hz 中断,实现长时间待机下的精准日历与闹钟功能;备份 RAM 存放通话计数或加密密钥。

  • 便携仪器:在电池电量耗尽前自动切换到纽扣电池,确保采样时间戳连续;56 字节 RAM 保存校准系数,省去外部 EEPROM。

  • 电视机/机顶盒:待机时 MCU 断电,D1307 继续计时;上电后通过 I²C 读取当前时间,快速恢复 EPG 显示。

  • 电池电源产品:10 nA 级数据保持电流,一枚 48 mAh CR1220 即可支持 >10 年备份,显著延长产品货架期。


四、设计提示

  1. 晶体选择

    使用 32.768 kHz、ESR ≤ 45 kΩ、CL = 12.5 pF 的圆柱或贴片晶体;布局时远离高频、高噪声走线,X1/X2 对地电容(若需微调)建议 6--9 pF。

  2. 电池回路

    VBAT 与电池之间禁止串二极管,否则掉电切换阈值被抬高,可能导致 RTC 误判;可串 100 Ω 电阻抑制瞬态电流。

  3. I²C 上拉

    SDA/SCL 上拉电阻 4.7 kΩ @ 100 kHz 为通用值;若总线较长或多主设备,适当降低阻值至 2.2 kΩ 以提高抗干扰能力。

  4. 方波走线

    SQW/OUT 走线尽量短,避免与 RF 天线或高速时钟并行;若仅用作内部中断,可在 MCU 端加 100 pF 小电容滤除尖峰。


五、结语

D1307 以经典 I²C 接口、极低电池电流和完备的时间/日历功能,成为需要"长期守时 + 小容量非易失存储"场合的理想选择。从便携医疗设备到智能电表,从车载终端到家用网关,工程师只需外接一枚 32.768 kHz 晶振和电池,即可获得十年级可靠的时间基准,显著简化系统设计并降低总体 BOM 成本。

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