HT8 MCU 內置超低功耗 RTC 應用須知

AN0482T V1.00 1 / 5 February 5, 2018

HT8 MCU 內置超低功耗 RTC 應用須知

文件編碼：AN0482T

簡介

Holtek HT66F25x0/HT67F25xx/HT69F25xx 系列 Flash MCU 內建超低功耗 RTC 振盪器，全系列於

工作電壓 3V 時的 RTC On 待機功耗可低於 200nA，可滿足節能省電之應用需求，延長電池壽

命。而 MCU 內建的 RTC 振盪器可節省外部 Timepiece IC 成本以及精簡線路圖，HT66F25x0 系

列更提供萬年曆電路，使應用於時間計數更為便利。本文介紹 Holtek MCU 內建超低功耗 RTC

振盪器的特性與應用須知，希望能給開發者在設計超低功耗產品時幫助。

功能說明

振盪器

以 HT69F2562 為例，提供 3 個振盪頻率源，分別為 HIRC、LIRC 與 LXT 振盪器，開發者可

由程式選擇系統頻率(fSYS)來源。其中 LIRC 為上電時的時鐘源，用於系統設置使用。而 LXT

振盪器可提供 32768Hz 頻率給 MCU 各功能使用，較為常見的應用為 RTC 實時時鐘計數。

MCU 可透過程式配置進入 IDLE2 或 SLEEP 省電模式，進而完成不同待機功耗之功能。相應

暫存器描述請參考 Data Sheet 振盪器章節。

時鐘頻率方塊圖如下:

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LXT 振盪器可提供 fSUB、fLXT、fLXT/8 與 fLCDP 等頻率路徑，fLXT/8 可提供 WDT 與 Time Base作為時鐘源，可達成最低功耗配置，於操作電壓 3V 時的待機功耗可低於 200nA。

LXT 振盪器

LXT 振盪電路由外部石英 32768Hz 晶振與外部電阻電容組成。由 XT1 與 XT2 腳位提供外接

32768Hz 晶振，電容 C1/C2 進行準度調整，開發者可參考晶振規格書進行配置電容數值，並

測試振盪頻率。LXTEN 位元於上電時即為 Enable，開發者可透過 LXTF 位元判斷是否起振

完成，開啟相關 32768Hz 時鐘源之操作，LXT 振盪電路圖如下：

Time Base 控制暫存器

實時時鐘功能，可選用 Time Base 0 或 Time Base 1 配置相應之計時中斷 TB0E 或 TB1E 中斷

控制位元，搭配 RAM 達到計數時間功能。而 Time Base 0~1 的時鐘來源 fPSC 由 LXT 振盪器

頻率 fLXT/8 提供，Time Base 0~1 頻率除級可由暫存器配置 fPSC/211~ fPSC/2

18。相關暫存器與

TB0E、TB1E 中斷位址請參考 Data Sheet。

HT66F25x0 系列具有萬年曆電路，提供開發者計數時間之便利性，請參考 Data Sheet 相關暫

存器配置。

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內置 RTC 的特性

LXT 振盪器工作電壓可於 1.8V~5.5V 振盪，全系列需搭配指定 CL=7pF 以下的晶振，才可得

到最佳電流，若晶振 CL 大，將會造成振盪電流加大。而振盪頻率精準取決於晶振 CL 與外

部電容(C1/C2)與 PCB 寄生電容有關，於 PCB 佈局時需特別注意走線距離與線徑。相關特性

請參考 Data Sheet Low Speed Crystal Oscillator Characteristics – LXT 章節或下表：

負性阻抗

LXT 振盪器提供的負性阻抗參考，至少為晶振的 ESR x3 倍為安全值，可避免量產時發生振

盪問題 (如：不起振或停振現象)，此點在選用 32768Hz 晶振時須特別注意。

振盪頻率

LXT 振盪頻率與 32768Hz 晶振之 CL 有主要關聯，如外掛的 C1/C2 串聯等效電容值加上 PCB

寄生電容等於晶振 CL 則可振盪出準確 32768Hz 頻率，開發者可調試振盪頻率找出適合之

C1/C2 電容值。須注意選用 C1/C2 之振盪效果，選用比 CL 大的 C1/C2 會使振盪頻率偏慢，

反之則變快。如下圖示可看出不同電壓與外掛的 C1/C2 電容頻率誤差。

注意：量測時不可用示波器探棒直接點 XT1/XT2 腳位觀看振盪頻率，可透過 I/O 腳輸出進

行查看振盪頻率。

32768Hz 晶振與外掛 C1/C2 電容頻率誤差

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溫度偏移則考量 32768Hz 晶振在溫度下的頻偏特性，如下圖可看出外掛 C1/C2＝7pF 電容頻

率誤差，主要受 32768Hz 晶振頻偏造成的頻率誤差。

註：頂點溫度(25±5℃)頻率因外掛 C1/C2=7pF 與寄生電容相加造成振盪頻率偏慢。

32768Hz 晶振與外掛 C1/C2=7pF 電容溫度曲線

待機功耗

LXT 振盪器於振盪時，加上 Holtek 時鐘電路省電處理，可於工作電壓 3V 時提供 200nA 以下

的整機超低待機功耗，為電池產品達到最佳使用壽命。開發者可選用 HT69F2562 為最佳電

池省電解決方案。選用晶振 CL 與外掛 C1/C2 除了頻率特性外，亦會與待機功耗相關，開發

者須注意選用，例如較常見的 CL 為 7pF 晶振。注意：量測電流時不可用示波器探棒置於

MCU 各腳位上，並且不可有浮空腳位配置，而造成額外的功耗產生。

PCB 規劃注意事項

開發者規劃電路時應測試振盪頻率後挑選適當的 C1/C2 電容匹配振盪頻率，並注意避免高

頻電路於 LXT 電路附近影響振盪特性。LXT 振盪電路盡可能靠近 XT1 與 XT2 腳位，而 C1/C2

電容應縮短走線至 MCU VSS 腳位。電路可參考下圖：(圖中為 SMD 晶振)

LXT 振盪器佈局圖

結論

本文介紹了 Holtek 超低待機功耗 MCU 系列，其中 LXT 振盪器選擇 32768Hz 晶振以及量測

特性進行說明，希望可以提供開發者經驗交流。

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版本及修改資訊

Date 日期 Author 作者 Issue 發行、修訂說明

2018.1.26 黃啓德 First Version

參考資料

參考文件 HT69F2562 Data Sheet。

如需進一步瞭解，敬請瀏覽 Holtek 官方網站 www.holtek.com。

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