爱普生即时时钟模组优点 和内建功能应用说明(2)，时间戳记功能介绍
(第二篇:「时间戳记」功能介绍)
概述
精工爱普生的Real-Time Clock (RTC)模组广泛地被使用在需要纪录和储存时间的装置中，爱普生新款*1 RX8111CE / RX4111CE，*2 RX8804CE、RA8804CE(AEC-Q100)皆具有时间戳记功能(Time-Stamp)，方便设备设计人员实现系统运行监测，记录特定事件发生时间。
时间戳记(Time-Stamp)可使用在系统软体升级时纪录时间、更换电池时和系统产生警报时，即使系统电源切换到备用电源也可透过时间戳记功能纪录当下时间，进而提高系统耐用性。
*1 RX8111CE / RX4111CE，最大可记录共八笔时间戳记资料于内建SRAM中，每笔时间戳记资料中，可支援小于1秒时间格式。
*2 RX8804CE、RA8804CE，可记录一笔时间戳记资料于内建SRAM中(不支援小于1秒格式。)
RX8111CE功能暨三种时间戳记触发方法
l EVIN脚位讯号触发: EVIN是一根输入引脚，可透过暂存器EHL设定为高电压或低电压准位触发，电压准位参考VOUT脚，暂存器EHL如表1。
|
暂存器 |
数据 |
描述 |
|
EHL |
Data |
Description |
|
写入/读取 |
0 |
EVIN输入为低电压准位触发 |
|
1 |
EVIN输入为高电压准位触发 |
表1
内部设置了上拉或下拉电阻，可以透过暂存器设定，上拉电阻阻值可以选择500kΩ、1MΩ与10MΩ，下拉电阻选择为500kΩ，如下表2。
【应用情境】EVIN可以将其视为GPIO输入脚位，侦测外部某特定监测发
出之触发信号，记录该外部信号发生之触发时间。
|
电阻状况 |
内部上拉/下拉电阻相关暂存器 |
电阻值/状态 |
||
|
PDN |
PU1 |
PU0 |
||
|
无 |
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 |
|
无 |
1 |
1 |
0 |
请勿选择本组合，建议将EVIN设定为高阻抗 Hi-Z |
|
1 |
0 |
0 |
||
|
1 |
1 |
1 |
||
l RTC模组内部状态侦测触发: 可判断RTC模组内部的四种状态如下:
1. VLOW: 比较VBAT与VLOW(计时器工作临界电压监测)，当符合1.1V (严重不足) ≤ VBAT ≤1.3V(低电压提醒)条件，便达VLOW侦测门槛，启动触发并记录VLOW异常事件，和时间戳记，如下(图一)。
【应用情境】用来记录外接备用电池电压严重不足，发生时间记录。
(图一)
2. VCMP: 比较VDD与VBAT间电压差，当VDD
【应用情境】当外部备用电池选择为可充电的二次电池、或是超级电容
，当其备用电池蓄电力衰减，电压低于主电源条件下，内部自动启动主
电源对二次电池进行充电，如下(图二)。
当备用电池为一次电池时，请关闭对外部备用电池充电功能设定。
(图二)
3. VDET: 比较VDD与VDET1间电压差异，当VDD
【应用情境】当备用电池为不可充电的一次电池(如CR2032)，侦测主电
源是否适足？当主电源电压低于1.45V，符合VDET1侦测门槛，计时
器电源自动切换至备用电池，可延长备用电池工作时间，如下(图三)。
(图三)
4. XST(X’TAL STOP): 爱普生RTC模组内建32.768kHz石英晶体和振盪电路，当振盪器工作异常导致振盪电路停止被侦测，便符合XST侦测设定门槛，启动触发并记录XST异常事件，和时间戳记，如下(图四)。
(图四)
l 接收I2C(或SPI)命令触发: 可在I2C或SPI通讯完成时触发时间戳记，让系统纪录通讯时间用来确保系统的稳定度。
储存时间戳记相关暂存器
以RX8111CE为例，可以记录总共8组的1/1024秒、秒、分、时、日、月、年与RTC内部状态，纪录时间戳记的暂存器与记忆体位址如下表3
|
暂存器位址 |
功能 |
纪录的时间戳记 |
记忆体位址 |
|
0x20h |
1/1024秒 |
256Hz, 512Hz |
0x40h |
|
0x21h |
1/256秒 |
1Hz ~ 128Hz |
- |
|
0x22h |
秒 |
秒 |
0x41h |
|
0x23h |
分 |
分 |
0x42h |
|
0x24h |
时 |
时 |
0x43h |
|
0x25h |
周 |
周 |
- |
|
0x26h |
日 |
日 |
0x44h |
|
0x27h |
月 |
月 |
0x45h |
|
0x28h |
年 |
年 |
0x46h |
|
0x29h |
状态 |
RTC内部状态 |
0x47h |
表3
0x29h – RTC内部暂存器侦测异常资料位元(相对该笔时间戳记资料)
功能特点
l 省电: 事实上microcontroller内建RTC或是外部RTC IC加32.768kHz石英晶振都可以做到时间戳记，但microcontroller必须在工作模式下动作，且还需要预留一条GPIO触发启动，耗电程度和脚位使用数都会增加，若是产品对于省电非常要求就较不适用。而爱普生支援时间戳记的RTC模组，可让microcontroller处在完全休眠状态，甚至完全失效状态也能执行时间戳记功能。以RX8111CE为例，第十根脚EVIN可触发高准位或低准位的输入讯号，触发后启动RX8111CE时间戳记。
l 系统稳定: 如上一章节提到，RTC模组内部有多组状态侦测可以触发时间戳记，系统可以针对VDD、VBAT与VLOW做电量变化侦测纪录，不论是VDD上升下降、VBAT是否过低、VBAT的充电状态与电压是否低于VLOW这些情境都可以侦测，让系统可以提前准备做好应对，若产品是使用电池(一次性电池或二次电池)或超级电容非常适合使用爱普生RTC模组。
结论
新一代爱普生RTC模组RX8111CE / RX4111CE与RX8804CE、RA8804CE
(AEC-Q100)带有时间戳记功能，非常适合在安全监控、IoT与智慧电表这类的产品上，可以让整个系统简化，分担microcontroller所需要的软体和硬体设计。而内部电源状态与石英晶振振盪器侦测，对于产品的稳定度大大提升。
了解更多爱普生即时时钟模组相关产品:
https://www5.epsondevice.com/en/products/rtc/
了解更多内建时间戳记功能，即时时钟模组产品资料:
RA8804CE (AEC-Q100)
2021-06-17