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 RX8804CE、RA8804CE
(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 RX8804CE、RA8804CE，可記錄一筆時間戳記資料於內建SRAM中(不支援小於1秒格式。)
RX8111CE功能暨三種時間戳記觸發方法
- 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 |
||
|
無 |
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 |
|
無 |
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 |
||
表2
- 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VBAT與VLOW(計時器工作臨界電壓監測)，當符合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。
2.VCMP: 比較VDD與VBAT間電壓差，當VDD<VBAT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。
3.VDET: 比較VDD與VDET1間電壓差異，當VDD<VDET1(1.45V)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(如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)。
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)。
- 接收 C(或SPI)命令觸發: 可在 C或SPI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
以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秒 |
256Hz, 512Hz |
0x40h |
|
0x21h |
1/256秒 |
1Hz ~ 128Hz |
- |
|
0x22h |
秒 |
秒 |
0x41h |
|
0x23h |
分 |
分 |
0x42h |
|
0x24h |
時 |
時 |
0x43h |
|
0x25h |
周 |
周 |
- |
|
0x26h |
日 |
日 |
0x44h |
|
0x27h |
月 |
月 |
0x45h |
|
0x28h |
年 |
年 |
0x46h |
|
0x29h |
狀態 |
RTC內部狀態 |
0x47h |
表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)
功能特點
- 省電: 事實上microcontroller內建RTC或是外部RTC IC加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。
- 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VDD、VBAT與VLOW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 / RX4111CE與RX8804CE、RA8804CE
(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/
瞭解更多內建時間戳記功能，即時時鐘模組產品資料:
RA8804CE (AEC-Q100)