一、产品概述
D1307 是绍兴芯谷科技(Silicore)推出的一款低功耗串行实时时钟(RTC)芯片，内置56字节非易失性SRAM(NV SRAM)，通过标准I²C接口进行地址与数据的串行传输。该芯片可提供完整的秒、分、时、星期、日、月和年信息，支持自动月末日期调整及闰年修正，并支持24小时制与带AM/PM指示的12小时制两种时钟格式。
D1307内置智能电源检测电路，当主电源失效时可自动切换至备用电池供电，确保时间、日期信息和计时数据不丢失。芯片提供DIP8和SOP8两种封装形式，满足不同应用场景的装配需求。
二、核心特点
| 特性 | 详细说明 |
|---|---|
| 通信接口 | 标准I²C串行总线接口，支持常规模式(100kHz) |
| 备用存储 | 56字节电池备份非易失性RAM |
| 超低功耗 | 电池供电下振荡器工作电流 < 500nA ，数据保持电流低至 10nA(典型值) |
| 方波输出 | 可编程方波输出，支持1Hz / 4.096kHz / 8.192kHz / 32.768kHz 四种频率 |
| 智能电源管理 | 自动掉电检测及电源切换电路，掉电无缝切换备用电池 |
| 宽温工作 | 工作温度范围 -40°C ~ +85°C |
| 封装形式 | DIP8、SOP8两种封装可选 |
三、关键电气参数
3.1 推荐工作条件
| 参数 | 符号 | 最小值 | 最大值 | 单位 |
|---|---|---|---|---|
| 电源电压 | VCC | 4.5 | 5.5 | V |
| 逻辑高输入 | VIH | 2.2 | VCC+0.3 | V |
| 逻辑低输入 | VIL | -0.3 | +0.8 | V |
| 电池电压 | VBAT | 2.0 | 3.5 | V |
3.2 直流电气特性(VCC=4.5V~5.5V, Tamb=-40~+85°C)
| 参数 | 符号 | 测试条件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 动态工作电流 | ICCA | fSCL=100kHz | - | - | 1.5 | mA |
| 待机电流 | ICCS | VCC=5V, SDA/SCL=5V | - | - | 200 | μA |
| 逻辑低输出 | VOL | IOL=5mA | - | - | 0.4 | V |
| I/O漏电 | ILO | SDA, SQW/OUT | -1 | - | 1 | μA |
3.3 电池供电模式(VCC=0V, VBAT=3V)
| 参数 | 符号 | 典型值 | 最大值 | 单位 |
|---|---|---|---|---|
| VBAT电流(振荡开,SQW关) | IBAT1 | 300 | 500 | nA |
| VBAT电流(振荡开,SQW开32kHz) | IBAT2 | 480 | 800 | nA |
| VBAT数据保持电流(振荡器关) | IBATDR | 10 | 100 | nA |
3.4 I²C时序参数
| 参数 | 符号 | 最小值 | 单位 |
|---|---|---|---|
| SCL时钟频率 | fSCL | 0~100 | kHz |
| 总线空闲时间 | tBUF | 4.7 | μs |
| START保持时间 | tHD:STA | 4.0 | μs |
| SCL低周期 | tLOW | 4.7 | μs |
| SCL高周期 | tHIGH | 4.0 | μs |
| 数据建立时间 | tSU:DAT | 250 | ns |
四、引脚定义与功能
| 引脚序号 | 引脚名称 | I/O | 功能描述 |
|---|---|---|---|
| 1 | X1 | I | 连接32.768kHz石英晶体(负载电容12.5pF)，或外部振荡器输入 |
| 2 | X2 | O | 振荡器输出，使用外部振荡器时悬空 |
| 3 | VBAT | P | 备用电池输入(2.0V~3.5V)，不用时接地 |
| 4 | GND | P | 地 |
| 5 | SDA | I/O | I²C串行数据(漏极开路，需外部上拉，上拉电压可达5.5V) |
| 6 | SCL | I | I²C串行时钟(漏极开路，需外部上拉，上拉电压可达5.5V) |
| 7 | SQW/OUT | O | 方波输出(漏极开路，需外部上拉)，支持1Hz/4.096kHz/8.192kHz/32.768kHz |
| 8 | VCC | P | 主电源(4.5V~5.5V) |
设计提示：+25°C下，超过48mAh的锂电池可为D1307提供超过10年的备份时间。
五、时钟与日历功能
5.1 寄存器地址映射
| 地址 | 寄存器 | 功能 |
|---|---|---|
| 00H | 秒 | CH(位7):时钟停止位；00-59(BCD) |
| 01H | 分钟 | 00-59(BCD) |
| 02H | 小时 | 12/24小时模式选择，12小时制含AM/PM标志 |
| 03H | 星期 | 01-07 |
| 04H | 日 | 01-31 |
| 05H | 月 | 01-12 |
| 06H | 年 | 00-99 |
| 07H | 控制寄存器 | 方波输出控制 |
| 08H~3FH | RAM | 56字节用户SRAM |
5.2 控制寄存器(07H)说明
| 位 | 名称 | 功能 |
|---|---|---|
| BIT7 | OUT | SQW禁止时的输出电平控制 |
| BIT4 | SQWE | 方波使能(1=使能) |
| BIT1,0 | RS1,RS0 | 方波频率选择 |
方波频率选择表：
| RS1 | RS0 | SQW/OUT频率 |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 1Hz |
| 0 | 1 | 4.096kHz |
| 1 | 0 | 8.192kHz |
| 1 | 1 | 32.768kHz |
六、I²C通信协议
D1307在I²C总线上作为从器件工作，器件地址为 1101000(0x68)，支持两种工作模式：
- 从接收器模式(写入)：R/W位=0，用于设置寄存器指针和写入时间/数据
- 从发送器模式(读取)：R/W位=1，用于读取时间/日历/RAM数据
重要：D1307仅支持I²C常规模式(100kHz)，不支持快速模式(400kHz)。
七、典型应用场景
7.1 消费电子领域
- 智能电视/机顶盒：提供精准的开关机定时、节目预约录制时间戳、系统日志时间标记
- 便携式仪器：手持万用表、便携式示波器等设备的测量时间戳记录
- 传真机/打印机：文档收发时间戳、打印任务队列时间管理
7.2 通信与移动设备
- 移动电话/功能机：通话记录时间戳、闹钟提醒、日历事件管理
- 物联网终端：低功耗传感器节点的时间同步、数据采样时间戳、定时唤醒控制
- 智能门锁：开锁记录时间戳、临时密码有效期管理、定时反锁功能
7.3 工业与电力应用
- 电能表/水表/气表：用量记录时间戳、阶梯电价时段切换、定期抄表时间基准
- 工业控制器：设备运行时间累计、故障事件时间记录、定时任务调度
- 环境监测设备：温湿度等传感器数据的精确时间标记，支持离线数据补传
7.4 电池供电产品
- 医疗设备：便携式血糖仪、血压计的测量时间记录
- 安防报警系统：报警事件精确时间戳、布防/撤防定时管理
- 车载电子：行车记录仪的时间水印、停车监控定时唤醒
八、设计应用指南
8.1 晶振选型与布局
- 推荐使用32.768kHz石英晶体，负载电容CL=12.5pF
- 谐振电阻ESR ≤ 45kΩ
- PCB布局时，晶振应尽量靠近X1/X2引脚，下方建议铺设完整地平面，避免高速信号线穿过晶振区域
8.2 电源设计要点
- 主电源VCC范围：4.5V~5.5V
- 备用电池VBAT范围：2.0V~3.5V(推荐3V纽扣电池)
- 电源失效切换点：VPF = 1.25 × VBAT(标称值)
- 恢复切换条件：VCC > VBAT + 0.2V
- 注意：VBAT与电池之间不要串联二极管，以免影响正常工作
8.3 I²C总线设计
- SDA和SCL为漏极开路输出，必须外接上拉电阻
- 上拉电压可高达5.5V，支持电平转换应用
- 总线负载电容CB ≤ 400pF
8.4 初始化注意事项
- 上电初始化时所有寄存器状态无定义，必须初始化配置
- 初始化时必须设置CH=0(秒寄存器位7)，使能振荡器工作
- 写入秒寄存器会复位分频器链，建议在一秒内完成剩余时间寄存器的写入
九、封装与订购信息
| 订单型号 | 封装形式 | 包装方式 |
|---|---|---|
| D1307 | DIP8 | 50只/管 |
| D1307F | SOP8 | 100只/管 或 4000只/盘 |
丝印说明：CHMC(商标) + D1307/D1307F(产品名) + SXXXX(周号)
十、总结
D1307凭借其超低功耗(<500nA电池模式) 、标准I²C接口 、自动电源切换 、56字节NV SRAM 以及可编程方波输出等特性，成为电池供电设备、消费电子、工业控制及物联网终端等领域理想的实时时钟解决方案。DIP8和SOP8双封装选择兼顾了原型验证与量产贴片的需求，配合芯谷科技稳定的供货能力，是各类需要时间管理的嵌入式系统的优选RTC器件。
如需了解更多关于 D1307 的详细信息和技术支持，欢迎访问 Silicore 芯谷科技官方网站 www.silicore.com.cn，或联系我们的技术支持团队。