リアルタイムクロック一覧 > RV8803-C7 高精度リアルタイムクロック (RTC)
RV-8803-C7
高精度デジタル温度補償・低消費電流
I2C RTC リアルタイムクロック
 リアルタイムクロック RV-8803-C7
(3.2×1.5×0.8mm)
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● レジスタ設定・使用方法について  

詳細は アプリケーションマニュアル をご参照下さい。
以下記載は主な機能設定についての抜粋です。
主な設定内容   
・初期時刻設定
・アラームの設定
・カウントダウンタイマの設定
・毎秒/毎分 更新割込み信号の設定
・クロック出力の設定
・外部イベント入力の設定
・電圧低下検出フラグ
・RESETビット
・ERSTビット
・回路接続例

設定内容
RV-8803-C7 は非常に高精度な温度補償のリアルタイムクロックです。
温度補正の調整は全てメーカー出荷時に設定されているため、ユーザー様サイドでの設定は不要です。

時計精度の仕様値(±1.5ppm以内/0~+50℃)、±3.0ppm以内/-40~+85℃)は常温偏差も含めた値です。
常温偏差は工場出荷時の値でリフローでの変動は若干あるため、リフロー変動での平均値を元にファームウェアにオフセット調整値を組み入れるなどします。


① 起動時にパワーオンリセットでレジスタが初期化されます。
  (パワーオンリセット、マニュアル26ページ)
  (レジスタ初期値は マニュアル25ページ)

 ↓
② 時刻・年月日情報の書き込み
 ↓
③ (必要に応じて)アラームの設定 ・タイマの設定
 ↓
④ (必要に応じて)クロック出力の設定 (32.768kHz~1Hz)
(クロック出力のオン・オフは CLKOE端子の Hi/Lowで制御)
 ↓
⑤ (必要に応じて)イベント・タイムスタンプ機能の設定
 ↓
⑥ その他(RESETビット、 電圧低下検出フラグなど)

時刻・年月日の設定(00h~06h または 11h~17h ) 
(マニュアル13~15ページ)
時刻・年月日のフォーマットは一般的なBCDフォーマットです。
秒、分、時、曜日、日、月、年(西暦)を書き込みます。

1/100秒カウンタレジスタ (10h)の値は読み込みのみで書込みは出来ません。


アラームの設定(08h~0Ah または 18h~1Ah ) 
(マニュアル16~17/34~35ページ)
アラームは分、時、曜日または日(1~31日)で設定できます。


アラーム割り込み信号を発生させるにはコントロールレジスタ (0Fhまたは1Fh) のアラーム割り込み信号イネーブルビット(AIE)をイネーブル("1")に設定します。
フラグレジスタ (0Ehまたは1Eh) のアラームフラグビット(AF) が"1"となった際にアラーム割り込み信号が発生します。

アラームフラグビット(AF)を "0"に書き込むとアラーム割り込み信号はクリアされます。


カウントダウンの設定(0Bh~0Dh または 1Bh~1Dh ) 
(マニュアル18/29~31ページ)
カウントダウンタイマは 、

・カウンタ0 (0Bhまたは1Bh) とカウンタ1(0Chまたは1Ch) にてカウントダウン数
・拡張レジスタ (0Dhまたは1Dh)にてタイマクロック周波数

の値をそれぞれ設定します。タイマ設定時間は以下になります。

タイマ設定時間 = (カウントダウン設定値)×(1÷タイマンクロック周波数)

・カウンタ設定値 --- 0~4095 の間
・タイマンクロック周波数 --- 4096Hz, 64Hz, 1Hz, 1/60Hz
・設定可能なタイマ間隔 --- 最小値:244.14μs/最大値:4095分


タイマ割り込み信号を発生させるにはコントロールレジスタ (0Fhまたは1Fh) タイマ割り込み信号イネーブルビット(TIE)をイネーブルに設定します。
フラグレジスタ (0Ehまたは1Eh) のタイマフラグビット(TF)が"1"となった際に、タイマ割り込み信号が発生します。

タイマフラグビット(TF)を "0"に書き込むと割り込み信号はクリアされます。


毎秒・毎分 更新割込み信号の設定( 0Dhまたは Dh/Bit=5 ) 
(マニュアル19~21/32~33ページ)
USELビット(0Dhまたは1Dh/Bit=5)にて毎秒または毎分の更新 (Update) 割り込み信号の設定(毎秒か毎分かを選択)します。

この割り込み信号を使用しない場合はフラグレジスタでオフに設定できます。

毎秒の場合は500msで、毎分の場合は15.6msで、この更新割込み信号は自動的にクリアされ、また次の秒または分になると繰り返し発生します。


この更新割込み信号を発生させるにはコントロールレジスタ (0Fhまたは1Fh) の更新割込み信号イネーブルビット(UIE)をイネーブルに設定します。
毎秒または毎分(USELビットで選択した方)で割り込み信号が発生します。

UIEビットがイネーブル("1")に設定されている間は UFビット(0Ehまたは1Eh/Bit=5)の値は常に"1"になります。UFビットの値は UIEビットがディセーブル("0")の場合には書き込みが出来てクリア("0"にする)することが出来ます。

この割り込み信号は上記の経過時間で自動的にクリアされます。それより早いタイミングで UIEビットを"0"と書き込んだ場合も即クリアされます。
(UFビットはこの間書き込めず、UFビットでクリアする事は出来ません)


クロック出力の設定(0Bh~0Dh または 1Bh~1Dh ) 
(マニュアル19/39ページ)
クロック出力周波数の設定は 拡張レジスタ (0Dh) の周波数設定ビット(FD)で設定します。

クロック出力のオン・オフはレジスタでは無くCLKOE端子にて設定します (Hi=出力, Low=オフ)。
CLKOE端子はフロート状態にすると値不定になってしまい予期せぬ消費電流増加になる場合もあるので必ず Hi か Low に設定して下さい。

<FDビット設定値と周波数> (0Dhまたは1Dh/Bit=3:2 )
FD=00 ...... 32.768kHz (デフォルト値)
FD=01 ...... 1024Hz
FD=10 ....... 1Hz
FD=11 ........ 32.768kHz


外部イベント入力の設定(2Fh ) 
(マニュアル24/36~38ページ)
EVI端子への外部入力を使用して割り込み信号発生及び発生時刻のキャプチャ(タイムスタンプ)することが出来ます。

外部イベント制御レジスタ(2Fh)にてイベント発生時のキャプチャのイネーブル・ディセーブル、イベント発生入力レベル (HiまたはLow)などを設定します。

イベントキャプチャ機能はイベント発生時の 1/100秒及び秒カウンタの値が 20hレジスタ (1/100秒)、21h(秒)レジスタへ書き込まれます。

外部イベント割り込み信号を発生させるには コントロールレジスタ (0Fhまたは1Fh)でイベント割り込み信号イネーブルビット(EIE)をイネーブルに設定します。
フラグレジスタ (0Ehまたは1Eh) の外部イベントフラグビット(EVF)が"1"となった際に割込み信号が発生します。

外部イベントフラグビット(EVF)を "0"に書き込むと割り込み信号はクリアされます。


電圧低下検出フラグ (0Ehまたは 1Eh) 
(マニュアル20/56ページ)
フラグレジスタ (0Ehまたは1Eh) のV2Fビット及びV1F ビットは電圧低下を検出するフラグビットです。

これらのグラグは必ず起動後の最初の書き込みでクリア("0"を書込み)して下さい。

<V2Fビット> (0Ehまたは1Eh/ Bit=1 )
電圧低下により時計情報の精度が無効になった可能性がある場合にフラグが立ちます。検出閾値は1.1~1.3V (1.2V Typ.)。

<V1Fビット> (0Ehまたは1Eh/ Bit=0)
電圧低下により温度補償動作が正しく行われなくなった可能性がある場合にフラグが立ちます。検出閾値は1.1~1.3V (1.2V Typ.)。

いずれも 読み込みの場合は値はクリアされずに保持されます。

また電圧低下検出フラグに対応する割り込み信号はありません。


クロック周波数オフセット設定 (2Ch) 
(マニュアル22/45/47ページ)

オフセットは通常量産数量の多い場合は個別設定はせずリフローでの変動分をオフセットする値を最初に決めておいてファームウェアで時刻設定と同時に書き込む形になります。

基板実装後に個別に設定する場合は、オフセットは周波数:1Hz に対して行われるので1Hzでのクロック出力の周波数偏差を確認してオフセット値を設定します。このオフセットの分解能は『0.238ppm Typ』のため、1E-7(0.1ppm)以上の精度確認が必要になります。より精度よく設定するためには最低でも8桁、推奨は10桁以上の周波数カウンタを用いて測定します。

・オフセットビット(2Ch/Bit=5:0)の値とオフセット値
(RV-8803-C7のデバイスアドレス = 0x32, レジスタアドレス = 0X2c の後ろがオフセットビットの設定値)

+0.952ppm ....0x32 0x2c 0x04
+0.714ppm ....0x32 0x2c 0x03
+0.477ppm ... 0x32 0x2c 0x02
+0.238ppm ....0x32 0x2c 0x01
 0.000ppm ....0x32 0x2c 0x00
-0.238ppm .... 0x32 0x2c 0x3F
-0.477ppm .... 0x32 0x2c 0x3E
-0.714ppm .... 0x32 0x2c 0x3D
-0.952ppm .... 0x32 0x2c 0x3C
-1.190ppm .... 0x32 0x2c 0x3B
-1.428ppm .... 0x32 0x2c 0x3A
-1.666ppm .... 0x32 0x2c 0x39
-1.904ppm .....0x32 0x2c 0x38
-2.142ppm .... 0x32 0x2c 0x37
-2.380ppm .... 0x32 0x2c 0x36
-2.618ppm .... 0x32 0x2c 0x35


RESET (リセット)ビットでの動作 ( 0Fh/Bit:0 または 1Fh/Bit:0)
(マニュアル11~12/43ページ)
RESET ビットを"1"としてリセットが発生すると内部の時計は停止し、かつ 1/100秒カウンタは"00"にセットされます。

再度、時刻・年月日情報が書込まれて RESETビットをリリース("0"に書込み)すると時計動作を再開します(1/100秒カウンタも"00"から動作を開始します)。

CLKOUT端子からクロックが出力されている場合はリセットがかかっている間(RESET="1"の状態)でも影響は無くクロックは出力し続けます。


 ERST(イベントリセット)ビットでの動作 ( 2Fh/Bit=0 )
(マニュアル12/43ページ)
ERSTビットが "1"に設定されると外部イベント入力時のキャプチャ(タイムスタンプ)、及び1/100秒カウンタが"0" にリセットされます。

ERSTビットは次のイベント発生時には自動的に"0"にクリアされます。


 回路接続例など
(マニュアル64ページ)
以下、バックアップ電源接続を含めた回路接続例です。


①のバックアップ電池が積層セラミックコンデンサ、または2重層コンデンサ、2次電池の場合は③のダイオードは使用しません。逆に①がリチウム一次電池の場合は③のダイオードが必要です。ダイオードは漏れ電流の少ないものをご使用下さい。

②は2重層コンデンサ及びリチウム一次電池の保護抵抗です。使用するバックアップ電源の仕様に合わせて値を設定します。

④Vdd端子のパスコンは0.01uF~0.1uFをご使用下さい。

⑤Vdd端子へのシリーズ抵抗は、マニュアル62ページ に記載の 電源バックアップの切替時のVdd端子の電圧立下り/立上りのスルーレートが規定値を超えてしまう場合には調整のため必要になります。

⑥ダイドードは Vf が0.3V以下のもので、かつ漏れ電流の少ないものをご使用下さい。

⑧SDA / SCL / INT端子は回路のVddラインへプルアップ接続して下さい。

※ EVI端子はイベント入力を使用しない場合は余分な消費電流を抑えるため GNDへ接続します。


 特性データについて 
内部 1Hzクロックの一年間の経年変化/社内実測データ
 リアルタイムクロック RV-8803-C7 長期安定度

 ・8月に測定スタートのため最初は30℃近く前半の半年は温度が下がり続けて約半分の2月に15℃程度、後半でまた気温が上がっています(一時30℃越え)。室温環境での測定結果です。


・『温度補正の無い』RTCの場合は温度が下がっても上がっても 時計が遅れる傾向なのに対して
温度補正機能のあるRTC』は温度が差引きゼロになると時計誤差も差し引きゼロに近くなるメリットがあります。 (一年後の時計誤差が非常に小さくなります)

・周波数温度特性
-40~+85℃の温度にて(グラフ右軸)、それぞれ Vdd=+1.5V, +3.0V, +5.5Vで 1Hz 出力の温度特性を実測したデータです。
電源電圧の変動に対しても安定度を維持します。

<Vdd = +1.5V, -40~+85℃, 1Hz出力の安定度>

<Vdd = +3.0V, -40~+85℃, 1Hz出力の安定度>

<Vdd = +5.5V, -40~+85℃, 1Hz出力の安定度>
 

・消費電流実測値 (@+25℃)

※ 常にデジタル温度補償が動作していますが低消費電流で動作します。
 


 ・周波数安定度 対電源電圧変動 
 
※ 電源電圧変動の影響は非常に小さく抑えられています。


・リフローによる周波数変動

※サンプル数=100pcsでのリフローでの周波数変動値実測
 
リフロー変動はリフロー条件にもよりますが、推奨の蒸気リフローの場合では概ねマイナス0.2ppm~0.5ppm前後 程度の変動になります。



 時刻情報を必要とする様々なアプリケーションに
・ドアロック、セキュリティ 超小型で電池保持時間が長いため、ドアノブなど極小箇所へ取付ける超小型基板への搭載に最適

・タッチパネル 超小型でスペースを取らず、かつ高精度で時刻情報をバックアップ

・FA機器 工場休業中に電源を落としても確実に時刻情報をバックアップ。 粉塵汚染にも強い。

・ドライブレコーダー 幅広い動作温度範囲で高精度のため大事なデータ時刻が正確に保持出来ます

・ダッシュボード機器 真夏の炎天下のダッシュボードでも正確な時刻を保持します

・メディカル機器 超小型と低消費電流によるバッテリの小型化で機器を小型化。

・メーター機器 正確な時刻情報で時間で料金が変わる電力メーターなどで正確な時刻情報を保持。

・ウェアラブル機器 超小型・低費電流で正確な時刻を確保。

・IoT機器 超小型・低消費電流で基板に組み込みやすく、かつ厳しい環境でも高精度の時刻を保持。
   


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