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在工業(yè)控制領(lǐng)域，電子產(chǎn)品的工作溫度范圍較廣，同樣的產(chǎn)品將面對(duì)高溫、低溫等不同工況。對(duì)于時(shí)鐘信號(hào)敏感的電路設(shè)計(jì)而言，溫度變化將嚴(yán)重影響產(chǎn)品功能，因此需要高精度時(shí)鐘來保證電路信號(hào)的穩(wěn)定，這種情況下需要使用帶數(shù)字溫度補(bǔ)償特性的實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊來完成設(shè)計(jì)。實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊通過數(shù)字信號(hào)接口完成時(shí)鐘信號(hào)交互，根據(jù)溫度的變化在模塊內(nèi)部將溫度相關(guān)的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，最后通過與計(jì)算電路的數(shù)字接口通信完成時(shí)鐘功能。
圖1 I2C接口的數(shù)字溫度補(bǔ)償?shù)碾娐愤B接
RX8901CE是EPSON公司推出額一款數(shù)字溫度補(bǔ)償特性的實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊，這款產(chǎn)品帶有I2C數(shù)字接口，可以通過與數(shù)字芯片交互實(shí)現(xiàn)高精度溫度補(bǔ)償，適用于多計(jì)算芯片的電路結(jié)構(gòu)。
圖2 RX8901CE的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖
支持I2C數(shù)字接口，實(shí)現(xiàn)多芯片電路間的時(shí)鐘信號(hào)傳輸
RX8901CE時(shí)鐘模塊采用I2C總線與外部芯片交互數(shù)據(jù)，快速模式下通信頻率達(dá)到400kHz。I2C總線采用雙向、半雙工的串行通信協(xié)議，使用時(shí)鐘（SCL）和數(shù)據(jù)（SDA）兩根硬接線即可完成電路實(shí)現(xiàn)，可同時(shí)與多個(gè)數(shù)字芯片通信。特別適用于同一電路系統(tǒng)下多個(gè)芯片，如MCU、FPGA等實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)時(shí)鐘信號(hào)同步的需求，保證電路時(shí)鐘信號(hào)的同步。
圖3 RX8901CE的頻率特性
頻率特性穩(wěn)定，可應(yīng)用于-40℃~+105℃環(huán)境
RX8901CE根據(jù)頻率特性的表現(xiàn)不同，分為XS、XB兩種不同的型號(hào)。從圖3的頻率特性表格可以看出，RX8901CE XS型號(hào)的產(chǎn)品在-40℃~+85℃的溫度環(huán)境中頻率容差為: ±3.0 x 10-6，RX8901CE XB在同樣的溫度環(huán)境中為: ±5.0 x 10-6，產(chǎn)品的頻率特性在環(huán)境溫度變化中表現(xiàn)優(yōu)異，滿足工業(yè)環(huán)境下的高精度溫度補(bǔ)償要求。同時(shí)在+85℃~+105℃的工作環(huán)境中，產(chǎn)品的頻率容差有所下降，但是仍然提供了可穩(wěn)定工作的參數(shù)供設(shè)計(jì)者參考。
圖4 RX8901CE的管腳分布
模塊管腳功能豐富，提供多種輸入輸出功能
RX8901CE提供10個(gè)管腳，其中包括3路事件輸入管腳，頻率輸出管腳以及中斷輸出管腳，其中頻率輸出管腳與一路事件輸入管腳復(fù)用。對(duì)于事件輸入管腳，主要通過外部上拉和下拉電阻完成對(duì)時(shí)鐘模塊的狀態(tài)配置。頻率輸出管腳用于控制時(shí)鐘模塊的工作頻率，通過相關(guān)的配置操作可設(shè)置32.768kHz，1024Hz和1Hz的輸出。而中斷輸出管腳則為外部提供時(shí)鐘喚醒，告警和事件檢測(cè)等多種中斷功能，讓計(jì)算芯片實(shí)時(shí)掌握時(shí)鐘模塊狀態(tài)。
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