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M68921-30 发布时间 时间:2025/12/28 4:44:53 查看 阅读:15

M68921-30是一款由Motorola(现为NXP Semiconductors)生产的高性能、低功耗CMOS实时时钟(RTC)芯片,广泛应用于需要精确时间保持和日历功能的嵌入式系统中。该器件集成了振荡器、分频器、计数器和控制逻辑,能够在主电源失效时自动切换到备用电池供电,确保时间信息不丢失。M68921-30支持BCD格式的时间和日期存储,包括秒、分钟、小时、星期、日期、月份和年份,并具备闰年补偿功能,可自动调整2月的天数。该芯片通过串行接口与主控制器通信,通常采用I2C或专有的三线串行总线协议,具体取决于封装和版本。其设计注重可靠性与稳定性,适用于工业控制、通信设备、医疗仪器、消费电子及汽车电子等领域。
  该芯片工作电压范围较宽,通常在+5V左右,同时具备掉电检测和复位控制功能,能够在电源异常时保护系统数据并提供上电复位信号。内置的晶振电路支持标准32.768kHz晶体,确保高精度时间基准。此外,M68921-30还集成了可编程定时报警功能,可用于触发中断或唤醒休眠中的微处理器,提升系统的能效管理能力。由于其成熟的工艺和长期供货历史,该型号曾在20世纪80年代至90年代广泛应用,目前虽已逐步被新型RTC替代,但在一些老旧设备维护和军工项目中仍有使用需求。

参数

制造商:Motorola (NXP)
  系列:M68921
  类型:实时时钟(RTC)
  工作电压:4.5V ~ 5.5V
  时间精度:±1分钟/月(典型值)
  温度范围:-40°C ~ +85°C
  接口类型:串行(类似I2C或专有三线制)
  时钟频率:32.768kHz
  封装形式:DIP-28 或 PLCC-28
  电源模式:主电源+备用电池
  时间格式:BCD
  日历功能:支持年、月、日、星期、时、分、秒
  闰年补偿:支持
  报警功能:支持可编程闹钟
  复位输出:支持
  计时模式:12/24小时制可选
  寄存器容量:13字节RAM用于时间/控制寄存器
  数据保持电压:约2.0V(由备用电池维持)
  功耗:典型值<1μA(备用模式)

特性

M68921-30的核心特性之一是其高度集成的时间和日历管理功能,能够以BCD格式精确记录秒、分钟、小时、星期、日期、月份和年份,并具备自动闰年识别能力,免除用户手动调整2月天数的麻烦。所有时间数据均存储在易失性寄存器中,但可通过外部连接的备用电池(如锂电)在主电源断开后持续供电,实现长时间的数据保持。该芯片内部包含一个完整的振荡器电路,只需外接标准32.768kHz石英晶体即可起振,简化了外部电路设计。振荡器经过精密匹配设计,确保在宽温度范围内仍保持较高的走时精度,典型误差小于±1分钟每月,满足大多数工业级应用的需求。
  另一个重要特性是其灵活的串行通信接口,允许主机微控制器通过简单的三线制协议(时钟、数据、片选)读写内部寄存器。这种接口方式占用较少的I/O引脚,适合资源受限的嵌入式系统。M68921-30还支持中断生成机制,可通过编程设置每日、每周甚至特定日期的闹钟事件,并在触发时向CPU发出中断信号,用于唤醒睡眠模式或执行定时任务,极大增强了系统的自动化能力。此外,该芯片内置上电复位(POR)电路,能够在电源上升过程中产生可靠的复位脉冲,防止微处理器在电压未稳定前误操作,提升了整个系统的启动可靠性。
  安全与可靠性方面,M68921-30具备掉电检测功能,当主电源低于阈值时,会自动切换至备用电源,并禁止对寄存器的写操作,避免数据损坏。部分版本还提供写保护机制,防止意外修改关键配置。其CMOS工艺不仅保证了低静态功耗(在备用电池模式下仅消耗微安级电流),还具有较强的抗干扰能力和较长的使用寿命。尽管该芯片不集成内部温补晶振或GPS校准等现代功能,但在其时代属于技术领先产品,广泛用于电话交换机、工业PLC、医疗监控设备和军事通信系统中,体现出卓越的环境适应性和长期运行稳定性。

应用

M68921-30主要应用于需要长时间精确计时和日历记录功能的工业与通信系统中。典型应用场景包括工业自动化控制系统,如可编程逻辑控制器(PLC)、远程终端单元(RTU),其中实时时钟用于事件标记、数据采集时间戳和周期性任务调度;在电信设备领域,如程控交换机、基站控制器和网络路由器中,该芯片为通信协议提供时间同步基础,保障信令传输的有序性;在医疗电子设备中,例如病人监护仪、输液泵和诊断仪器,M68921-30用于记录治疗开始时间、数据采样时刻和报警日志,满足医疗合规性要求。
  此外,该芯片也常见于早期的消费类电子产品,如高端VCR录像机、数字电视接收器和个人计算机主板(作为辅助RTC),用于维持系统时间和自动开关机功能。在汽车电子方面,曾用于车载导航系统、行车记录仪和车身控制模块中,实现驾驶日志记录和定时提醒功能。由于其具备军品级温度范围和高可靠性,M68921-30也被用于航空航天和国防项目中的嵌入式计算平台,尤其是在需要长期服役且不易更换部件的环境中。即使在当前新型RTC普及的情况下,该芯片仍在设备维修、备件替换和遗留系统升级中发挥重要作用,尤其在无法更改原有设计架构的老式设备中具有不可替代性。

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