愛普生即時時鐘模組優點 和內建功能應用說明(2),時間戳記功能介紹

(:「時間戳記」功能介紹)

概述

精工愛普生的Real-Time Clock (RTC)模組廣泛地被使用在需要紀錄和儲存時間的裝置中,愛普生新款*1 RX8111CE / RX4111CE*2 RX8804CERA8804CE(AEC-Q100)皆具有時間戳記功能(Time-Stamp),方便設備設計人員實現系統運行監測,記錄特定事件發生時間。

時間戳記(Time-Stamp)可使用在系統軟體升級時紀錄時間、更換電池時和系統產生警報時,即使系統電源切換到備用電源也可透過時間戳記功能紀錄當下時間,進而提高系統耐用性。

*1 RX8111CE / RX4111CE,最大可記錄共八筆時間戳記資料於內建SRAM中,每筆時間戳記資料中,可支援小於1秒時間格式。

*2 RX8804CERA8804CE,可記錄一筆時間戳記資料於內建SRAM(不支援小於1秒格式。)

RX8111CE功能暨三種時間戳記觸發方法

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l   EVIN腳位訊號觸發EVIN是一根輸入引腳,可透過暫存器EHL設定為高電壓或低電壓準位觸發,電壓準位參考VOUT腳,暫存器EHL如表1

暫存器

數據

描述

EHL

Data

Description

寫入/讀取

0

EVIN輸入為低電壓準位觸發

1

EVIN輸入為高電壓準位觸發

                                         表1

內部設置了上拉或下拉電阻,可以透過暫存器設定,上拉電阻阻值可以選擇500kΩ、1MΩ與10MΩ,下拉電阻選擇為500kΩ,如下表2

【應用情境】EVIN可以將其視為GPIO輸入腳位,偵測外部某特定監測發

出之觸發信號,記錄該外部信號發生之觸發時間。

電阻狀況

內部上拉/下拉電阻相關暫存器

電阻值/狀態

PDN

PU1

PU0

0

0

0

高阻抗 Hi-Z

上拉

0

0

1

500k Ω

0

1

0

1M Ω

0

1

1

10M Ω

下拉

1

0

0

500k Ω

1

1

0

請勿選擇本組合,建議將EVIN設定為高阻抗 Hi-Z

1

0

0

1

1

1

                                                     2

l   RTC模組內部狀態偵測觸發可判斷RTC模組內部的四種狀態如下:

1.      VLOW比較VBATVLOW(計時器工作臨界電壓監測),當符合1.1V (嚴重不足) ≤ VBAT ≤1.3V(低電壓提醒)條件,便達VLOW偵測門檻,啟動觸發並記錄VLOW異常事件,和時間戳記,如下(圖一)

  【應用情境】用來記錄外接備用電池電壓嚴重不足,發生時間記錄。

4.png

                                                  (圖一)

2.      VCMP比較VDDVBAT間電壓差,當VDD條件,便符合VCMP偵測設定門檻,啟動觸發並記錄VCMP異常事件,和時間戳記。當外部使用二次電池使用時,將自動啟動對二次電池進行充電。

  【應用情境】當外部備用電池選擇為可充電的二次電池、或是超級電容

   ,當其備用電池蓄電力衰減,電壓低於主電源條件下,內部自動啟動主

   電源對二次電池進行充電,如下(圖二)

   當備用電池為一次電池時,請關閉對外部備用電池充電功能設定。

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                                            (圖二)

3.      VDET比較VDDVDET1間電壓差異,當VDD條件,便符合VDET偵測設定門檻,啟動觸發並記錄VDET異常事件,和時間戳記。

     【應用情境】當備用電池為不可充電的一次電池(CR2032),偵測主電

     源是否適足?當主電源電壓低於1.45V,符合VDET1偵測門檻,計時

     器電源自動切換至備用電池,可延長備用電池工作時間,如下(圖三)

2.png

                                                    (圖三)

4.      XST(X’TAL STOP)愛普生RTC模組內建32.768kHz石英晶體和振盪電路,當振盪器工作異常導致振盪電路停止被偵測,便符合XST偵測設定門檻,啟動觸發並記錄XST異常事件,和時間戳記,如下(圖四)

1.png

                                                       (圖四)

l          接收I2C(SPI)命令觸發可在I2CSPI通訊完成時觸發時間戳記,讓系統紀錄通訊時間用來確保系統的穩定度。

儲存時間戳記相關暫存器

RX8111CE為例,可以記錄總共8組的1/1024秒、秒、分、時、日、月、年與RTC內部狀態,紀錄時間戳記的暫存器與記憶體位址如下表3

暫存器位址

功能

紀錄的時間戳記

記憶體位址

0x20h

1/1024

256Hz, 512Hz

0x40h

0x21h

1/256

1Hz ~ 128Hz

-

0x22h

0x41h

0x23h

0x42h

0x24h

0x43h

0x25h

-

0x26h

0x44h

0x27h

0x45h

0x28h

0x46h

0x29h

狀態

RTC內部狀態

0x47h

3

0x29h – RTC內部暫存器偵測異常資料位元(相對該筆時間戳記資料)

6.png

功能特點

l   省電: 事實上microcontroller內建RTC或是外部RTC IC32.768kHz石英晶振都可以做到時間戳記,但microcontroller必須在工作模式下動作,且還需要預留一條GPIO觸發啟動,耗電程度和腳位使用數都會增加,若是產品對於省電非常要求就較不適用。而愛普生支援時間戳記的RTC模組,可讓microcontroller處在完全休眠狀態,甚至完全失效狀態也能執行時間戳記功能。以RX8111CE為例,第十根腳EVIN可觸發高準位或低準位的輸入訊號,觸發後啟動RX8111CE時間戳記。

l   系統穩定如上一章節提到,RTC模組內部有多組狀態偵測可以觸發時間戳記,系統可以針對VDDVBATVLOW做電量變化偵測紀錄,不論是VDD上升下降、VBAT是否過低、VBAT的充電狀態與電壓是否低於VLOW這些情境都可以偵測,讓系統可以提前準備做好應對,若產品是使用電池(一次性電池或二次電池)或超級電容非常適合使用愛普生RTC模組。

結論

新一代愛普生RTC模組RX8111CE / RX4111CERX8804CERA8804CE

(AEC-Q100)帶有時間戳記功能,非常適合在安全監控、IoT與智慧電錶這類的產品上,可以讓整個系統簡化,分擔microcontroller所需要的軟體和硬體設計。而內部電源狀態與石英晶振振盪器偵測,對於產品的穩定度大大提升。

瞭解更多愛普生即時時鐘模組相關產品:

https://www5.epsondevice.com/en/products/rtc/

解更多內建時間戳記功能,即時時鐘模組產品資料:

RX8111CE

RX4111CE

RX8804CE

RA8804CE (AEC-Q100)


2021-06-17