CN107918569B - 监测rtc芯片掉电、晶振停振的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了监测RTC芯片掉电、晶振停振的方法和装置，涉及时钟电路检测技术领域，提高了维护设备的工作效率，本发明的主要技术方案为：一种记录掉电时刻数据的装置，包括：MCU芯片、RTC芯片、供电电池、第一电容、第二电容和供电转换电路；所述MCU芯片与所述RTC芯片连接；所述供电电池和所述第一电容并联于所述RTC芯片的备电引脚和地之间；所述供电转换电路包括开关控制端、第一开关切换端和第二开关切换端；所述开关控制端分别与所述供电电池的正极和分压电阻连接，所述分压电阻的另一端接地；所述第一开关切换端分别与所述MCU芯片和所述RTC芯片的主电引脚连接，所述第二开关切换端与所述第二电容和地串联。本发明用于监测RTC芯片掉电、晶振停振。

Description

监测RTC芯片掉电、晶振停振的方法和装置

技术领域

本发明涉及时钟电路检测技术领域，尤其涉及一种监测RTC芯片掉电、晶振停振的方法和装置。

背景技术

实时时钟(Real Time Clock，RTC)通常称为时钟芯片，其可以为人们提供精确的实时时间，可以对年、月、日、时、分、秒进行计时，且有闰年补偿等多种功能，又或者也可以为电子***提供精确的时间基准。

目前，RTC芯片大多采用精度较高的晶体振荡器作为时钟源，为了实现在主电掉电时，能够实现掉电保护，使得RTC芯片继续正常工作，还需要在集成电路中外接备用电池以保证对RTC芯片持续供电。

然而，当发生备用电池电压跌落或者由于其他外部原因导致备用电池电压骤降时，相应的，晶体振荡条件也会随之改变，进而无法满足RTC芯片正常工作，RTC芯片停止计时，同时不管是备用电池电压跌落或者由于其他外部原因导致备用电池电压骤降，最终都会导致晶体振荡器停振，使得RTC芯片内记录的时间数据全部丢失，那么当再次对具有RTC芯片的设备上电时从RTC芯片内读取的数据是默认的初始值，即RTC芯片内记录时间数据发生时间归位，现有的处理方法往往是将具有RTC芯片的设备返厂重新设置时间，尤其对于封闭了时间重置功能的设备，更是只能采取如此应对措施，其不仅耗费大量设备的维护成本，同时由于时间频繁归位还导致设备的生命周期过早结束，降低设备的使用寿命。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种监测RTC芯片掉电、晶振停振的方法和装置，主要目的在于根据记录的掉电时刻数据可以将RTC芯片恢复至最近使用时刻，提高了维护设备的工作效率，并且当发生供电异常时通过能否成功地记录掉电时刻数据，进而可以分析晶振停振的原因。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种记录RTC芯片掉电时刻数据的装置，该装置包括：

MCU芯片、RTC芯片、供电电池、第一电容、第二电容和供电转换电路；

所述MCU芯片与所述RTC芯片连接；

所述供电电池和所述第一电容并联于所述RTC芯片的备电引脚和地之间；

所述供电转换电路包括开关控制端、第一开关切换端和第二开关切换端；所述开关控制端分别与所述供电电池的正极和分压电阻连接，所述分压电阻的另一端接地；所述第一开关切换端分别与所述MCU芯片和所述RTC芯片的主电引脚连接，所述第二开关切换端与所述第二电容和地串联；

其中，当所述供电电池供电正常时，所述第一开关切换端和所述第二开关切换端之间开路；当所述供电电池供电异常时，所述第一开关切换端和所述第二开关切换端之间连通，所述第二电容为所述MCU芯片和所述RTC芯片供电。

优先的，所述装置还包括：正极与所述供电电池正极连接、负极与所述RTC芯片的备电引脚连接的二极管。

优选的，所述装置还包括：正极与所述第一开关切换端连接、负极与所述第二开关切换端连接的二极管。

第二方面，本发明还提供了一种记录RTC芯片掉电时刻数据的方法，该方法应用于前述的记录RTC芯片掉电时刻数据的装置，该方法包括：

MCU芯片确定供电电池对RTC芯片供电异常时，所述MCU芯片查询所述RTC芯片中的时间数据；

若所述RTC芯片内的时间数据不是所述RTC芯片的默认初始值，所述MCU芯片从所述RTC芯片内读取所述时间数据并且作为掉电时刻数据进行存储；

若所述RTC芯片内的时间数据是所述RTC芯片的默认初始值，所述MCU芯片确定其自身是否存储有掉电时刻数据，若有，所述MCU芯片将自身存储的掉电时刻数据写入到所述RTC芯片中。

优选的，所述MCU芯片确定供电电池对RTC芯片供电异常，包括：

所述MCU芯片接收到第二电容的供电信号时，确定供电电池对RTC芯片供电异常；或者，

所述MCU芯片接收到第二电容的供电信号且检测到所述RTC芯片的晶振振荡停止位置位时，确定供电电池对RTC芯片供电异常。

优选的，所述MCU芯片将自身存储的掉电时刻数据写入到所述RTC芯片中，包括：

所述MCU芯片将自身存储的掉电时刻数据中记录时间与当前时间最接近的掉电时刻数据写入到所述RTC芯片中。

优选的，所述第二电容对所述MCU芯片的供电时间不小于所述第一电容对所述RTC芯片的供电时间。

第三方面，本发明还提供了一种确定RTC芯片晶振停振原因的方法，所述方法应用于MCU芯片主电上电后，该方法包括：

MCU芯片确定RTC芯片的晶振停止振荡，所述MCU芯片查询RTC芯片内的时间数据；

若所述RTC芯片内的时间数据是所述RTC芯片的默认初始值，所述MCU芯片将自身存储的掉电时刻数据写入到所述RTC芯片中；

若所述RTC芯片内的时间数据不是所述RTC芯片的默认初始值，所述MCU芯片确定其自身是否存储有与所述RTC芯片此次晶振停振关联的掉电时刻数据，若有，所述MCU芯片确定所述RTC芯片此次晶振停振的原因为电压跌落，否则确定所述RTC芯片此次晶振停振的原因为外部干扰。

优选的，所述MCU芯片将自身存储的掉电时刻数据写入到所述RTC芯片中，包括：

MCU芯片查找其自身存储的掉电时刻数据，所述掉电时刻数据至少为一个；

根据所述掉电时刻数据中记录时间，所述MCU芯片将与当前时间最接近的掉电时刻数据写入到所述RTC芯片中；

当在所述RTC芯片内写入所述掉电时刻数据后，清除所述RTC芯片晶振振荡停止位的置位。

优选的，所述MCU芯片确定RTC芯片的晶振停止振荡，包括：

当所述MCU芯片读取到RTC芯片的晶振振荡停止位置位时，所述MCU芯片确定RTC芯片的晶振停止振荡。

优选的，所述方法还包括：

MCU芯片统计晶振停振次数以及每次晶振停振所关联的晶振停振的原因。

借由上述技术方案，本发明提供的技术方案至少具有下列优点：

本发明提供的监测RTC芯片掉电、晶振停振的方法和装置，当备用的供电电池电压跌落进而导致发生晶振停振时，本发明可以采用第一电容及时为RTC芯片供电，以使得暂时保持RTC芯片内时间数据，同时采用供电转换电路和第二电容为MCU芯片供电，以使得MCU芯片能够及时记录RTC芯片内暂时保持的掉电时刻数据。相较于现有技术中，当发生晶振停振时，不能及时采取任何措施记录掉电时刻数据，进而使得RTC芯片内数据全部丢失，因而往往只能将具有RTC芯片的设备返厂重新设置时间，如此，既耗费大量设备的维护成本，同时使得维护设备效率很低，又降低了设备的使用寿命。本发明可以将MCU芯片记录的掉电时刻数据重新写入RTC芯片内，以使得RTC芯片恢复至发生晶振停振时的使用状态，避免了将具有RTC芯片的设备返厂进行重新设置，从而降低了设备的维护成本，提高设备维护工作效率，同时也增加设备的使用寿命，此外，当发生晶振停振时还可以依据是否能够成功地记录掉电时刻数据，来确定当次晶振停振的原因是电压跌落或者外部干扰导致的，以便实验人员根据晶振停振的原因进一步分析实验环境对设备的干扰情况，并可以及时作出相应的改善。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的一种记录RTC芯片掉电时刻数据的装置的组成框图；

图2为本发明实施例提供的例举的记录RTC芯片掉电时刻数据的电路图；

图3为本发明实施例提供的RTC芯片供电电池电压跌落工作原理流程图；

图4为本发明实施例提供的一种记录RTC芯片掉电时刻数据的方法流程图；

图5为本发明实施例提供的RTC芯片的设备常规工作原理流程图；

图6为本发明实施例提供的一种确定RTC芯片晶振停振原因的方法流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明实施例提供了一种记录RTC芯片掉电时刻数据的装置，如图1所示，该装置包括：MCU芯片1、RTC芯片2、供电电池3、第一电容4、第二电容5和供电转换电路6；MCU芯片1与RTC芯片2连接；供电电池3和第一电容4并联于RTC芯片2的备电引脚和地之间；供电转换电路6包括开关控制端、第一开关切换端和第二开关切换端；开关控制端分别与供电电池3的正极和分压电阻7连接，分压电阻7的另一端接地；第一开关切换端分别与MCU芯片1和RTC芯片2的主电引脚连接，第二开关切换端与第二电容5和地串联；其中，当供电电池3供电正常时，第一开关切换端和第二开关切换端之间开路；当供电电池3供电异常时，第一开关切换端和第二开关切换端之间连通，第二电容5为MCU芯片1和RTC芯片2供电。

具体的，本发明实施例通过实施的过程和原理来具体说明本发明实施例中的记录RTC芯片掉电时刻数据的装置：

本发明实施例所提供的记录RTC芯片2掉电时刻数据的装置，用于在RTC芯片2脱离主电的情况下，当供电电池3对RTC芯片2供电异常而导致晶振停振时，实现记录此次晶振停振发生时RTC芯片2内的掉电时刻数据。其中，需要说明的是，供电电池3对RTC芯片2供电异常是指供电电池3电压跌落或者供电电池3短路，其会导致晶振振荡环境改变，进而使得RTC芯片2晶振停振，RTC芯片2停止计时工作。虽然基于上述供电电池3供电异常的两种情况都会导致RTC芯片2晶振停振，但是当发生供电电池3短路时由于供电电池3电压骤降，从而来不及对RTC芯片2采取任何相应处理措施，使得RTC芯片2内记录的时间数据全部丢失，因而无法及时记录此次晶振停振时RTC芯片内掉电时刻数据，因而，对于本发明实施例而言，通过本实施例提供的装置所能够记录的掉电时刻数据是指在供电电池3电压跌落而发生的供电异常时所记录RTC芯片2内掉电时刻数据。

为实现在供电电池3电压跌落而导致RTC芯片2晶振停振时能够记录RTC芯片2内掉电时刻数据，具体的，本发明实施例通过MCU芯片1与RTC芯片2连接，并且将供电电池3和第一电容4并联于RTC芯片2的备电引脚和地之间，其中，MCU芯片1具有VCC主电引脚，RTC芯片2具有VCC主电引脚和Vbat备电引脚，当供电电池3电压跌落时，第一电容4可以及时对RTC芯片2供电，以暂时保持RTC芯片2内记录的时间数据，以便MCU芯片1可以读取RTC芯片2内暂时保持的时间数据，并将其作为此次晶振停振时的掉电时刻数据存储在MCU芯片中。

进一步的，本发明实施例还采用第二电容5和供电转换电路6，以便于当供电电池3对RTC芯片2供电异常时可以使用第二电容5对MCU芯片1和RTC芯片2供电，具体的，供电转换电路6包括开关控制端、第一开关切换端以及第二开关切换端，开关控制端分别与供电电池3的正极和分压电阻7连接，分压电阻7的另一端接地，第一开关切换端分别与MCU芯片1和RTC芯片2的主电引脚连接，第二开关切换端与第二电容5和地串联，用于当供电电池3供电正常时，第一开关切换端和第二开关切换端之间开路，此时第二电容5不会向MCU芯片1充电，MCU芯片1并未开始工作，可以处于休眠状态，当供电电池3供电异常时，第一开关切换端和第二开关切换端之间连通，第二电容5为MCU芯片1和RTC芯片2供电，MCU芯片1开始工作，用于读取RTC芯片2内暂时保持的时间数据，同时由于第二电容5也可以为RTC芯片2供电，使得RTC芯片2内时间数据可以保持更久，以便MCU芯片1能够读取到的时间数据更加完整。

综上所述的本发明实施例提供的一种记录RTC芯片掉电时刻数据的装置，该装置包括MCU芯片、RTC芯片、供电电池、第一电容、第二电容和供电转换电路，当供电电池电压跌落而导致对RTC芯片供电异常时，本发明实施例可以采用第一电容及时为RTC芯片供电，以使得暂时保持RTC芯片内时间数据，同时采用供电转换电路和第二电容为MCU芯片供电，以使得MCU芯片能够及时从RTC芯片内暂时保持时间数据中读取到掉电时刻数据，并可以将MCU芯片存储的掉电时刻数据重新写入RTC芯片内，以使得RTC芯片恢复至发生晶振停振时的使用状态，避免了将具有RTC芯片的设备返厂进行重新设置，从而降低了设备的维护成本，提高设备维护工作效率，同时也增加设备的使用寿命。

进一步的，为了详细说明图1所示的本发明实施例提供的记录RTC芯片2掉电时刻数据的装置，在此对其做出具体的例举，如图2所示的电路图，其中，将RTC芯片2通过I2C引脚与MCU芯片1相连接，以便MCU芯片1通过I2C接口读取RTC芯片2内暂时保持的时间数据；供电电池3可以为锂电池，第一电容可以是1uF陶瓷电容，由于RTC芯片2内时间数据保持电流行业标准不超过0.3uA，因而在锂电池电压跌落导致对RTC芯片供电异常的情况下，使用一只1uF陶瓷电容向RTC芯片2的供电持续时间足以使得MCU芯片1在该持续时间内被唤醒并完成读取RTC芯片2内时间数据的操作；第二电容5可以采用2.2F法拉电容，分压电阻可以是1MΩ电阻，供电转换电路6可以采用PMOS晶体管，其中，开关控制端相当于PMOS晶体管的栅极(Gate，G)，第一开关切换端相当于PMOS晶体管的漏极(Drain，D),第二开关切换端相当于PMOS晶体管的源极(Source，S)，如此，PMOS晶体管G极分别与锂电池的正极和1MΩ电阻连接且将1MΩ电阻的另一端接地，PMOS晶体管的D极分别与MCU芯片1和RTC芯片2的主电引脚连接，PMOS晶体管的S极与第二电容5和地串联，据此，根据PMOS晶体管的工作原理，当锂电池对RTC芯片2供电正常时，PMOS晶体管的D极和S极之间处于截止状态，当锂电池电压跌落至一定门限值时，进而使得锂电池与2.2F法拉电容的电压差值超过PMOS晶体管的导通门限电压时PMOS晶体管的D极和S极之间处于导通状态，此时2.2F法拉电容将为MCU芯片1和RTC芯片2供电。此外，对于例举的图2所示电路的结构，由于MCU芯片1自身的I2C通信耗电量大多在mA级，因而在板卡空间尽量选择小体积、大容量的第二电容5，以便能够对MCU芯片2和RTC芯片1供电更加持久。

进一步的，如图2所示电路中，还包括：正极与锂电池正极连接、负极与RTC芯片2的备电引脚连接的二极管，用于当1uF陶瓷电容的电压倒灌至PMOS晶体管的D极时，使得虽然在锂电池电压跌落的情况下，PMOS晶体管的G极上电压也可以暂缓下降；如图2所示的电路中，还包括：正极与PMOS晶体管的D极连接、负极与PMOS晶体管的S极连接的二极管，用于当在主电供电时，可以对2.2F法拉电容充电，以便当RTC芯片2脱离主电而只能依靠锂电池对RTC芯片2供电时若发生锂电池电压跌落导致的供电异常的情况，2.2F法拉电容能够对MCU芯片供电，使得MCU芯片1及时读取RTC芯片2内时间数据并将其作为掉电时刻数据，以满足对此次晶振停振时的掉电时刻数据完成备份的需求。

在实际应用中，为了更加清楚的陈述图1所示的本发明实施例所提供的装置，本发明实施例还提供两个应用场景，如下：

本发明实施例提供应用场景1：在数据安全领域中的USB形式加密时钟锁，其对体积和价格比较敏感，当在设备内部装配了ML1220供电电池3、RTC芯片2以及MCU芯片1后，该时钟锁所剩空间将非常狭小，那么可以参照本发明实施例提供的记录掉电时刻数据的装置，采用3225封装贴片法拉电容、SOT23封装PMOS管、SOD323封装二极管组成供电转换电路6，以实现当供电电池3对RTC芯片2供电异常时，可以采用法拉电容及时对MCU芯片1和RTC芯片2供电，进而记录RTC芯片2内掉电时刻数据。

本发明实施例提供应用场景2:蓝牙设备一般要求其自身体积比较小巧，因而自身***多由一片集成蓝牙低能耗的SOC芯片组成，由于设备内MCU芯片1在不工作时候一般处于休眠状态，因而无法实时监测设备内供电电池是否可能发生掉电，那么可以参照本发明实施例提供的记录掉电时刻数据的装置，采用3225封装贴片法拉电容、SOT23封装PMOS管、SOD323封装二极管实现对MCU芯片1供电，以唤醒MCU芯片1正常工作。

基于前述的如图1所示的本发明实施例提供的记录RTC芯片2掉电时刻数据的装置，对于在RTC芯片2脱离主电时，总结RTC芯片2供电电池3电压跌落工作原理流程图，如图3所示，具体描述如下：

当供电电池3电压跌落发生但未跌落至门限值时，此时电压跌落未影响RTC芯片2的工作，供电转换电路6中第一开关切换端和第二开关切换端之间是开路，即此时不需要第二电容5对MCU芯片1供电，当供电电池3电压跌落发生且电压跌落至低于门限值时，由于电压跌落发生导致RTC芯片2晶振停振，使得RTC芯片2不能正常工作，此时第一电容4对RTC芯片2供电，以暂时保持RTC芯片2内时间数据，同时供电转换电路6中第一开关切换端和第二开关切换端之间连通，使得第二电容5对MCU芯片1供电，MCU芯片1可以读取RTC芯片2内暂时保持的时间数据，从而将其作为掉电时刻数据并存储在MCU芯片1中，当MCU芯片1读取完RTC芯片2内时间数据后，可以休眠，以等待电路中电压恢复，比如主电上电时，当电路中电压恢复时第一开关切换端和第二开关切换端之间开路，使得第二电容5不必在对MCU芯片1供电，RTC芯片2计时开始，再次开始正常工作。

基于如图3所示的RTC芯片2供电电池3电压跌落工作原理流程图，对于在RTC芯片2脱离主电时，本发明实施例提供了一种记录RTC芯片掉电时刻数据的方法，如图4所示，该方法应用于前述的图1所示的记录RTC芯片掉电时刻数据的装置，对此本发明实施例提供以下具体步骤：

101、MCU芯片确定供电电池对RTC芯片供电异常时，MCU芯片查询RTC芯片中的时间数据。

其中，供电电池对RTC芯片供电异常时会使得RTC芯片工作环境改变，进而使得RTC芯片晶振停振，其中，供电电池电压跌落或者供电电池短路都会导致供电电池对RTC芯片供电异常，但是供电电池短路时由于电压骤降，来不及采取任何处理措施，RTC芯片内记录的时间数据全部丢失，而发生时间归位恢复至默认初始值，而当供电电池电压跌落时可以及时采用第一电容对RTC芯片供电，使得暂时保持RTC芯片内时间数据，因而，虽是导致供电电池对RTC芯片供电异常的两种情况，其使得在发生晶振停振时RTC芯片内时间数据是不同的。

在本发明实施例中，当MCU芯片确定供电电池对RTC芯片供电异常时，通过MCU芯片查询RTC芯片内时间数据，以便判断在发生晶振停振时RTC芯片内是否记录有此次晶振停振所对应的时间数据。

102、MCU芯片判断RTC芯片中时间数据是否是RTC芯片的默认初始值。

103a、若RTC芯片内的时间数据不是RTC芯片的默认初始值，MCU芯片从RTC芯片内读取时间数据并且作为掉电时刻数据进行存储。

其中，掉电时刻数据是指当供电电池电压跌落使得供电异常进而导致RTC芯片晶振停振时RTC芯片内此时记录的时间数据。

在本发明实施例中，当MCU芯片从RTC芯片内读取的时间数据不是RTC芯片的默认初始值时，则将从RTC芯片内读取时间数据并且作为此次发生晶振停振的掉电时刻数据，存储在MCU芯片中。此外，MCU芯片内存储空间可以开辟3个时刻记录单元，用于分别记录设备接入主电时刻、供电电池掉电时刻以及设备脱离主电时刻，在本发明实施例中不做具体限制。

103b、若RTC芯片内的时间数据是RTC芯片的默认初始值，MCU芯片确定其自身是否存储有掉电时刻数据。

在本发明实施例中，当MCU芯片从RTC芯片内读取的时间数据是RTC芯片的默认初始值时，即未读取到此次发生晶振停振时RTC芯片内记录的时间数据，其很可能是供电电池短路导致的供电异常，在这种情况下，供电电池电压骤降，来不及采取任何处理措施，RTC芯片内记录的时间数据全部丢失，而发生时间归位恢复至默认初始值。对于本发明实施例而言，可以进一步确定MCU芯片内是否存储有掉电时刻数据，以便可以根据掉电时刻数据将RTC芯片恢复至发生晶振停振时使用状态。

104b、若MCU芯片确定其自身存储有掉电时刻数据，MCU芯片将自身存储的掉电时刻数据写入到RTC芯片中。

在本发明实施例中，由于当RTC芯片晶振停振时，可以利用MCU芯片读取RTC芯片内时间数据，并将其确定为掉电时刻数据存储在MCU芯片中，所以MCU芯片中能够存储多次晶振停振时所对应的掉电时刻数据。据此，对于当次RTC芯片晶振停振，即使由于供电电池骤降未能及时记录RTC芯片内时间数据，也可以根据MCU芯片内存储的以往发生晶振停振时所记录的掉电时刻数据，通过将MCU芯片内存储的掉电时刻数据写入RTC芯片，将RTC芯片恢复至某一次发生晶振停振时的使用状态。

综上所述的本发明实施例提供的一种记录RTC芯片掉电时刻数据的方法，基于前述实施例提供的记录掉电时刻的装置，当MCU芯片确定供电电池对RTC芯片供电异常时，本发明实施例可以采用MCU芯片从RTC芯片内读取时间数据，并将其作为掉电时刻数据存储在MCU芯片中，进而实现在MCU芯片内可以存储多次晶振停振以及每次晶振停振关联的掉电时刻数据，以便可以根据存储的掉电时刻数据将RTC芯片恢复至晶振停振时使用状态，避免了将具有RTC芯片的设备返厂进行重新设置，从而降低了设备的维护成本，提高设备维护工作效率，同时也增加设备的使用寿命。

下面对本发明实施例提供的记录RTC芯片掉电时刻数据的方法做进一步的详细说明：

进一步的，前述的MCU芯片确定供电电池对RTC芯片供电异常的具体步骤，如下：

一种方式是，MCU芯片接收到第二电容的供电信号时，确定供电电池对RTC芯片供电异常。

在本发明实施例中，由于当供电电池供电正常时，MCU芯片是处于休眠状态的，而当供电电池供电异常时，第一开关切换端和第二开关切换端之间连通，第二电容将为MCU芯片和RTC芯片供电，即唤醒MCU芯片开始工作，因而当MCU芯片接收到第二电容的供电信号时，确定供电电池对RTC芯片供电异常。

另一种方式是，MCU芯片接收到第二电容的供电信号且检测到RTC芯片的晶振振荡停止位置一位时，确定供电电池对RTC芯片供电异常。由于供电电池供电异常会改变晶振振荡环境，而RTC芯片的计时功能是依靠外部晶体振荡器作为时钟源的，因而晶振振荡环境改变可能会不能满足RTC芯片正常工作的需求，使得RTC停止工作，此时晶振振荡停止位置一位，所以当MCU芯片检测到RTC芯片的晶振振荡停止位置一位时，可以确定供电电池对RTC芯片供电异常。

进一步的，对前述的MCU芯片将自身存储的掉电时刻数据写入到RTC芯片中做进一步分析，当MCU芯片从RTC芯片中未读取到掉电时刻数据并且MCU芯片确定其自身存储有掉电时刻数据时，MCU芯片可以从自身存储的掉电时刻数据中记录时间与当前时间最接近的掉电时刻数据写入到RTC芯片中，以便根据MCU芯片所记录的掉电时刻数据，将RTC芯片尽可能恢复至与当前时间最接近的使用状态。

进一步的，第二电容对MCU芯片的供电时间不小于第一电容对RTC芯片的供电时间，对于本发明实施例，若供电电池电压跌落，第一电容对RTC芯片供电，且当电池电压跌落至第一开关切换端和第二开关切换端之间连通时，第二电容为MCU芯片和RTC芯片供电，此外，若供电电池短路时，第二电容为MCU芯片和RTC芯片供电，因而，需要在第一电容对RTC芯片供电持续时间停止之前，第二电容能够及时对MCU芯片和RTC芯片供电，并且需要第二电容的持续供电时间更长为好，以便MCU芯片可以完整读取并存储RTC芯片内记录的时间数据。

基于前述的图1所示的本发明实施例提供的记录RTC芯片掉电时刻数据的装置，对于在RTC芯片主电上电时，此时则无需考虑供电电池对RTC芯片的供电影响，总结RTC芯片的设备常规工作原理流程图，其中，也实现判断RTC芯片晶振停振原因的工作原理，如图5所示，具体描述如下：

当对RTC芯片主电上电时，MCU芯片读取RTC芯片内晶振振荡停止位，判断该晶振振荡停止位是否置一位，若是，则确定有RTC芯片晶振停振发生，则读取RTC芯片内时间数据，若是默认初始值，RTC芯片通过读取MCU芯片内存储的多次晶振停振以及每次晶振停振发生时掉电时刻数据，从其中确定与当前时间最接近的掉电时刻数据，并将该最近掉电时刻数据重新写入RTC芯片中并清除晶振振荡停止位的置位，以使得RTC芯片恢复至最近使用时刻；当读取RTC芯片内时间数据并确定不是是默认初始值时，则通过读取MCU芯片内存储掉电时刻数据，进一步判断是否有此次晶振停振所对应的掉电时刻数据存在，若存在，则确定是电源抖动导致晶振停振，是因为电源抖动使得电压跌落，进而来的及采取措施及时记录RTC芯片内时间数据，继而MCU芯片中能够及时将RTC芯片记录的时间数据作为掉电时刻数据存储，若判断MCU芯片中不存在此次晶振停振所对应的掉电时刻数据时，则确定是外部干扰导致晶振停振，是因为外部干扰使得电压骤降，进而来不及采取任何措施记录RTC芯片内时间数据，从而MCU芯片内无法存储此次晶振停振时掉电时刻数据。

基于如图5所示的RTC芯片的设备常规工作原理流程图，为了更加详细的说明，在对RTC芯片主电上电时，确定RTC芯片晶振停振的方法，如图6所示，本发明实施例还提供了一种确定RTC芯片晶振停振原因的方法，如图6所示，对此本发明实施例提供以下具体步骤：

201、MCU芯片确定RTC芯片的晶振停止振荡，MCU芯片查询RTC芯片内的时间数据。

在本发明实施例中，当具有RTC芯片的设备接入主电时，则由主电对RTC芯片供电，此时则无需考虑供电电池对RTC芯片的供电情况。当MCU芯片确定RTC芯片的晶振停止振荡时，则利用MCU芯片查询RTC芯片内时间数据，以便记录RTC芯片晶振停振时其内的时间数据。

202、MCU芯片判断RTC芯片内时间数据是否是RTC芯片的默认初始值。

203a、若RTC芯片内的时间数据是RTC芯片的默认初始值，MCU芯片将自身存储的掉电时刻数据写入到所述RTC芯片中。

其中，MCU芯片中存储多次晶振停振以及每次晶振停振时所关联的掉电时刻数据。

在本发明实施例中，当MCU芯片查询到RTC芯片内时间数据时RTC芯片的默认初始值时，为避免将RTC芯片返厂重新设置时间处理，MCU芯片应及时将其自身存储的掉电时刻数据写入RTC芯片中，以便将RTC芯片恢复至晶振停振时使用状态。

203b、若RTC芯片内的时间数据不是RTC芯片的默认初始值，MCU芯片确定其自身是否存储有与RTC芯片此次晶振停振关联的掉电时刻数据。

在本发明实施例中，当RTC芯片内时间数据不是RTC芯片的默认初始值时，MCU芯片查找其自身存储是否有与RTC芯片此次晶振停振关联的掉电时刻数据，以便依据MCU芯片是否在RTC芯片晶振停振时成功地记录有掉电时刻数据，进一步判断RTC芯片晶振停振的原因。

进一步的，MCU芯片确定自身是否存储有与RTC芯片此次晶振停振关联的掉电时刻数据，可以通过参考MCU芯片内存储的设备接入主电时间和设备脱离主电时间来确定此次晶振停振时掉电时间，比如当MCU芯片内存储的最近设备接入主电时间是下午13点，而MCU芯片内存储的最新掉电时间数据是中午12:50分，则该掉电时刻数据与此次发生晶振停振无关，则在MCU芯片内查找不到此次晶振停振所对应的掉电时刻数据。

204b、若MCU芯片确定其自身存储有与RTC芯片此次晶振停振关联的掉电时刻数据，MCU芯片确定RTC芯片此次晶振停振的原因为电压跌落，若MCU芯片确定其自身未存储有与RTC芯片此次晶振停振关联的掉电时刻数据，确定RTC芯片此次晶振停振的原因为外部干扰。

在本发明实施例中，若MCU芯片确定其自身存储有与RTC芯片此次晶振停振关联的掉电时刻数据，其表明即在RTC芯片晶振停振时RTC芯片内可以暂时保持时间数据，以便MCU芯片能够及时读取到并存储该暂时保持的时间数据的，进而表明是电压跌落导致此次晶振停振，比如电源抖动导致的电压不稳定等等。

进一步的，若MCU芯片确定其自身未存储有与RTC芯片此次晶振停振关联的掉电时刻数据，其表明即在RTC芯片晶振停振时RTC芯片内不能暂时保持时间数据，也就不能使得MCU芯片及时读取到并存储该暂时保持的时间数据的，进而表明是电压骤降导致此次晶振停振，因为电压骤降时，来不及对RTC芯片采取任何措施，从而导致RTC芯片内数据会全部丢失，比如外部干扰将电压与地直接短路，晶振振荡环境瞬间改变，电路来不及做处理，所以没办法及时存有掉电时刻数据。

综上所述的本发明实施例提供的确定晶振停振的方法，本发明实施例通过MCU芯片确定其自身是否存储有与RTC芯片此次晶振停振关联的掉电时刻数据，进而分析导致晶振停振的原因，若有掉电时刻数据，MCU芯片确定RTC芯片此次晶振停振的原因为电压跌落，否则确定RTC芯片此次晶振停振的原因为外部干扰，以便实验人员根据晶振停振的原因进一步分析实验环境对设备的干扰情况，并可以及时作出相应的改善。

下面对本发明实施例提供的确定晶振停振的方法做进一步的详细说明：

进一步的，前述的MCU芯片将自身存储的掉电时刻数据写入到RTC芯片中，具体步骤，如下：

MCU芯片查找其自身存储的掉电时刻数据，掉电时刻数据至少为一个。根据掉电时刻数据中记录时间，MCU芯片将与当前时间最接近的掉电时刻数据写入到所述RTC芯片中。当在RTC芯片内写入掉电时刻数据后，RTC芯片的晶振振荡停止位置零位。

在本发明实施例中，MCU芯片内存储多次晶振停振以及每次晶振停振关联的掉电时刻数据，根据掉电时刻中记录时间与当前时间最接近的掉电时刻数据，可以将RTC芯片恢复至最近使用时刻。当将MCU芯片内掉电时刻数据写入RTC芯片后，使得RTC芯片重新开始计时工作，所以将RTC芯片的晶振振荡停止位置零位。

进一步的，前述的MCU芯片确定RTC芯片的晶振停止振荡，具体步骤，如下：

当MCU芯片读取到RTC芯片的晶振振荡停止位置一位时，所述MCU芯片确定RTC芯片的晶振停止振荡。

由于RTC芯片经常因为磕碰或者干扰等原因导致晶体停止振荡现象，所以各大RTC芯片厂家在生产RTC芯片时都会设置RTC芯片晶振振荡停止位，并且设置当晶振停振时晶振振荡停止位置一位，因而，对于本发明实施例，可以利用MCU芯片读取到RTC芯片的晶振振荡停止位是否置一位，进而确定RTC芯片的晶振是否停止振荡。

进一步的，在本发明实施例中，当确定RTC芯片此次晶振停振的原因后，可以利用MCU芯片统计晶振停振次数以及每次晶振停振所关联的晶振停振的原因，以便实验人员根据晶振停振的原因进一步分析实验环境对设备的干扰情况，并可以及时作出相应的改善。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flashRAM)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (11)

1.一种记录RTC芯片掉电时刻数据的装置，其特征在于，包括：MCU芯片、RTC芯片、供电电池、第一电容、第二电容和供电转换电路；

所述MCU芯片与所述RTC芯片连接；

所述供电电池和所述第一电容并联于所述RTC芯片的备电引脚和地之间；

所述供电转换电路包括开关控制端、第一开关切换端和第二开关切换端；所述开关控制端分别与所述供电电池的正极和分压电阻连接，所述分压电阻的另一端接地；所述第一开关切换端分别与所述MCU芯片和所述RTC芯片的主电引脚连接，所述第二开关切换端与所述第二电容和地串联；

其中，当所述供电电池供电正常时，所述第一开关切换端和所述第二开关切换端之间开路；当所述供电电池供电异常时，所述第一开关切换端和所述第二开关切换端之间连通，所述第二电容为所述MCU芯片和所述RTC芯片供电。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：正极与所述供电电池正极连接、负极与所述RTC芯片的备电引脚连接的二极管。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：正极与所述第一开关切换端连接、负极与所述第二开关切换端连接的二极管。

4.一种记录RTC芯片掉电时刻数据的方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1至3中任一项所述的装置，所述方法包括：

MCU芯片确定供电电池对RTC芯片供电异常时，所述MCU芯片查询所述RTC芯片中的时间数据；

若所述RTC芯片内的时间数据不是所述RTC芯片的默认初始值，所述MCU芯片从所述RTC芯片内读取所述时间数据并且作为掉电时刻数据进行存储；

若所述RTC芯片内的时间数据是所述RTC芯片的默认初始值，所述MCU芯片确定其自身是否存储有掉电时刻数据，若有，所述MCU芯片将自身存储的掉电时刻数据写入到所述RTC芯片中。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述MCU芯片确定供电电池对RTC芯片供电异常，包括：

所述MCU芯片接收到第二电容的供电信号时，确定供电电池对RTC芯片供电异常；或者，

所述MCU芯片接收到第二电容的供电信号且检测到所述RTC芯片的晶振振荡停止位置位时，确定供电电池对RTC芯片供电异常。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述MCU芯片将自身存储的掉电时刻数据写入到所述RTC芯片中，包括：

所述MCU芯片将自身存储的掉电时刻数据中记录时间与当前时间最接近的掉电时刻数据写入到所述RTC芯片中。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二电容对所述MCU芯片的供电时间不小于所述第一电容对所述RTC芯片的供电时间。

8.一种确定RTC芯片晶振停振原因的方法，其特征在于，所述方法应用于MCU芯片主电上电后，所述方法包括：

MCU芯片确定RTC芯片的晶振停止振荡，所述MCU芯片查询RTC芯片内的时间数据；

若所述RTC芯片内的时间数据是所述RTC芯片的默认初始值，所述MCU芯片将自身存储的掉电时刻数据写入到所述RTC芯片中；

其中，记录RTC芯片掉电时刻数据的装置，包括：MCU芯片、RTC芯片、供电电池、第一电容、第二电容和供电转换电路；所述MCU芯片与所述RTC芯片连接；所述供电电池和所述第一电容并联于所述RTC芯片的备电引脚和地之间；所述供电转换电路包括开关控制端、第一开关切换端和第二开关切换端；所述开关控制端分别与所述供电电池的正极和分压电阻连接，所述分压电阻的另一端接地；所述第一开关切换端分别与所述MCU芯片和所述RTC芯片的主电引脚连接，所述第二开关切换端与所述第二电容和地串联；其中，当所述供电电池供电正常时，所述第一开关切换端和所述第二开关切换端之间开路；当所述供电电池供电异常时，所述第一开关切换端和所述第二开关切换端之间连通，所述第二电容为所述MCU芯片和所述RTC芯片供电；

若所述RTC芯片内的时间数据不是所述RTC芯片的默认初始值，所述MCU芯片确定其自身是否存储有与所述RTC芯片此次晶振停振关联的掉电时刻数据，若有，所述MCU芯片确定所述RTC芯片此次晶振停振的原因为电压跌落，否则确定所述RTC芯片此次晶振停振的原因为外部干扰。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述MCU芯片将自身存储的掉电时刻数据写入到所述RTC芯片中，包括：

MCU芯片查找其自身存储的掉电时刻数据，所述掉电时刻数据至少为一个；

根据所述掉电时刻数据中记录时间，所述MCU芯片将与当前时间最接近的掉电时刻数据写入到所述RTC芯片中；

当在所述RTC芯片内写入所述掉电时刻数据后，清除所述RTC芯片晶振振荡停止位的置位。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述MCU芯片确定RTC芯片的晶振停止振荡，包括：

当所述MCU芯片读取到RTC芯片的晶振振荡停止位置位时，所述MCU芯片确定所述RTC芯片的晶振停止振荡。

11.根据权利要求8-10中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

MCU芯片统计晶振停振次数以及每次晶振停振所关联的晶振停振的原因。

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