圖4：TCXO功能框圖

采用溫度補(bǔ)償

如果系統(tǒng)級有外部溫度傳感器，并位于實(shí)時(shí)時(shí)鐘和晶體附近，則使用這個(gè)溫度傳感器可大幅提高計(jì)時(shí)精度。實(shí)時(shí)溫度補(bǔ)償只需增加應(yīng)用軟件，因此無需增加額外的元器件。意法半導(dǎo)體的應(yīng)用筆記AN2971詳述了如何在系統(tǒng)級使用溫度傳感器提高M(jìn)41T83-93系列實(shí)時(shí)時(shí)鐘精度的方法。
這個(gè)方法是根據(jù)已知晶體拋物線特性制作一個(gè)ΔPPM （實(shí)際頻率與32，768 Hz參考頻率的偏差）－溫度查閱表，然后執(zhí)行下列步驟：

1. 測量溫度，然后在查閱表中找到ΔPPM值。

2. 調(diào)整模擬校準(zhǔn)寄存器的設(shè)置，以修改CXI和CXO（連接XI和XO引腳的內(nèi)部電容陣列）的負(fù)載電容值。

因?yàn)槟M校準(zhǔn)功能集成在實(shí)時(shí)時(shí)鐘內(nèi)，所以負(fù)載電容的變化能夠影響晶體，降低或提高振蕩頻率。

還可以通過數(shù)字方式校準(zhǔn)實(shí)時(shí)時(shí)鐘。數(shù)字校準(zhǔn)的原理非常簡單，就是向時(shí)鐘鏈定期增減脈沖，以加快或減慢時(shí)鐘運(yùn)行速度。

不管是采用模擬校準(zhǔn)還是數(shù)字校準(zhǔn)，系統(tǒng)級溫度補(bǔ)償都需要在電路板上安裝溫度傳感器和內(nèi)置校準(zhǔn)功能的實(shí)時(shí)時(shí)鐘以及相關(guān)的軟件。

最佳方案——內(nèi)置晶體的溫度補(bǔ)償型實(shí)時(shí)時(shí)鐘

上文提及的解決方案不是成本昂貴就是系統(tǒng)復(fù)雜。要么無法顯著解決溫度誤差問題，要么依靠外部溫度傳感器、電力線或微控制器，相關(guān)軟件的開發(fā)成本昂貴。最大的缺陷是即使采用溫度補(bǔ)償方法，當(dāng)主電源掉電時(shí)，仍不能在電池供電的方式下工作。因此，需要一個(gè)更好的解決方案！

最佳解決方案應(yīng)該具有以下特性：

1. 將晶體、溫度傳感器和實(shí)時(shí)時(shí)鐘集成在一個(gè)封裝內(nèi)。

2. 能夠在-40℃至85℃溫度范圍內(nèi)保證計(jì)時(shí)精度的高效補(bǔ)償算法

3. 在電池供電模式下功耗極低

4. 簡單易用，無需系統(tǒng)級軟件開發(fā)

5. 低成本

意法半導(dǎo)體的M41TC8025是一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘整體解決方案，具有高成本效益，無需另行開發(fā)軟件。晶體、溫度傳感器和實(shí)時(shí)時(shí)鐘以及自動(dòng)補(bǔ)償算法都集成在一個(gè)封裝內(nèi)。只連接一個(gè)簡單的外部電路，即可在-40 ℃至85 ℃的寬溫度范圍內(nèi)取得極高的計(jì)時(shí)精度（±5 ppm）。見圖6。在0 ℃至50 ℃的溫度范圍內(nèi)，計(jì)時(shí)精度提高到±3.8 ppm，這個(gè)成績超出了大多數(shù)應(yīng)用的要求，包括智能電表。

M41TC8025功能框圖與外部硬件連接

圖5所示是 M41TC8025溫度補(bǔ)償實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能框圖。這個(gè)內(nèi)置溫度傳感器和補(bǔ)償算法的普通石英晶體為應(yīng)用提供了一個(gè)高精度的32.768Hz時(shí)鐘源，這個(gè)分段時(shí)鐘鏈提供超高精度的時(shí)鐘和日歷數(shù)值，處理器可通過I2C總線訪問這些數(shù)值。

圖5：所示是M41TC8025溫度補(bǔ)償實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能框圖。

圖6所示是 M41TC8025 硬件連接圖。使用兩個(gè)二極管可實(shí)現(xiàn)后備電池開關(guān)功能，以防主電池被反極性充電。