产 品 简 介 AM18XX AM18XX 实 时 时 钟 和 电 源 管 理 系 列 AM18XX 特点 工作电压范围 1.7~3.6V 时钟和 RAM 保留电压 1.5V~3.6V 超低的工作电流 - 使用 RC 振荡器 <15nA - 使用 RC 振荡器自动校准 <20nA - 使用晶体振荡器 <55nA 工作温度 -40 ~ 85 ℃ 基本的计时器功能 3 毫米 x3 毫米 QFN-16 封装 - 集成 32KHz 晶体振荡器的负载电容/电阻 - 计数器组分别对应：百分之一秒、秒、分、 时、日、月、年、世纪和星期 - 所有计数器上的闹钟功能 - 可编程的时钟输出（32KHz 至 1/年） - 倒数定时器的重复功能 - 闰年自动调整 高级的计时器功能 - 集成电源优化的 RC 振荡器 - 高级的液晶校准到±2 ppm - 高级的 RC 校准到±16 ppm - 自动将 RC 振荡器校准到晶体振荡器 - 看门狗定时器和硬件复位 - 通用的 RAM 最多至 256 字节 电源管理功能 - 为片外元件（如主 MCU）集成<1Ω 电源开关 - 系统睡眠管理，如主 MCU 的唤醒/休眠状态 - 外部中断的监控 - 外部复位信号的监控 - 产生复位输出 - 自动切换到 VBAT - 对超级电容器充电电流可编程的涓流充电器 - 可编程的欠压检测 - 可编程的模拟电压比较器 所有输入带有施密特触发器 应用范围 智能卡 无线传感器和标签 医疗电子 电表 数据记录仪 家电 手机 消费电子 描述 Ambiq micro 的 AM18XX 实时时钟、电源管 理系列提供了一个超低功耗的突破性组合，再加上 一个功能丰富的集合。电力消耗显著低于行业内其 他 RTC （ 低 至 15nA ） ， 这 些 是 基 于 Ambiq micro 创 新 的 SPOT （ 亚 阈 值 功 率 优 化 技 术）CMOS 平台上的首个半导体产品。 AM18XX 包含了最低功耗的片上振荡器；全功 I2C（最高 400KHz）或 SPI（最高 2MHz）串行接口 能 RTC（备用电池、可编程计数器、定时器、闹钟 - 支持 3 线和 4 线 SPI 信。一个集成的电源开关和一个强大的系统休眠管 理器：计数器、定时器、闹钟和中断能力，可让 AM18XX 作为一个监控组件在以主微控制器为基础 和看门狗）；I2C 或 SPI 串行接口与主机控制器通 的系统上使用。 联合科技有限公司 http://www.unitedlink.hk/cn/ 1 of 13 产 品 简 介 AM18XX AM18XX 实 时 时 钟 和 电 源 管 理 系 列 0. 备注 晶振/晶体振荡器 – XT 振荡器 看门狗 - Watchdog ppm - 百万份之一 有限状态机 - FSM（注：在休眠管理功能内） 本中文手册仅供参考，所有内容以英文版手册为准。 1. 家族汇总 AM18XX 家族由几个成员组成。所有设备都提供标准的 3 毫米 x 3 毫米 QFN-16 封装。软件和引脚 兼容的 AM08XX RTC 家族成员也同时在下方列出。 基本计时器 型号# 晶 振 高级计时器 GP RC 校准/自 输出数量 振荡器 动校准 电源管理 看门 RAM VBAT 复位 外部 电源开关和 接口 狗 （B） 开关 管理 中断 休眠 FSM AM1801 █ 2 █ █ 0 AM1803 █ 2 █ █ 64 AM1804 █ 4 █ █ █ 256 AM1805 █ 4 █ █ █ 256 AM1811 █ 2 █ █ 0 AM1813 █ 2 █ █ 64 AM1814 █ 3 █ █ █ 256 AM1815 █ 3 █ █ █ 256 █ █ I2 C █ I2 C █ █ █ I2 C █ █ █ I2 C █ SPI █ SPI █ █ █ █ █ █ SPI █ █ █ SPI 软件与引脚兼容的 AM08XX 系列 AM0801 █ 2 █ █ 0 AM0803 █ 2 █ █ 64 AM0804 █ 4 █ █ █ 256 AM0805 █ 4 █ █ █ 256 AM0811 █ 2 █ █ 0 AM0813 █ 2 █ █ 64 AM0814 █ 3 █ █ █ 256 AM0815 █ 3 █ █ █ 256 联合科技有限公司 http://www.unitedlink.hk/cn/ I2 C I2 C █ █ █ I2 C █ I2 C SPI SPI █ █ █ SPI █ SPI 2 of 13 产 品 简 介 AM18XX AM18XX 实 时 时 钟 和 电 源 管 理 系 列 2. AM18XX 功能框图 VCC VBAT nCE SDI SCL SDA/O I²C/SPI 电源 控制 模拟 比较器 接口 校准引擎 XO XT 振荡器 分频器 XI RC 振荡器 分频器 中断 / 时钟 WDI EXTI nEXTR 1/100 秒 秒 分 时 天 星期 月 年 闹钟 定时器 看门狗 控制 RAM FOUT / nIRQ PSW / nIRQ2 nTIRQ CLKOUT / nIRQ3 复位 nRST VSS AM18XX 是和微控制器、无线电设备、数字信号处理器等主处理器配套使用的元件。它是一个计时的 典型 RTC 产品，另外还提供了独特的电源管理功能，使得它非常适合电源容量受限的应用。为了实现这样 的操作，AM18XX 包括 3 个不同的功能组：1）基本计时功能；2）高级计时功能；3）电源管理功能。 每个功能组的功能可以通过内存映射寄存器来控制，这些寄存器可用 I2C 串行接口（如 AM1805）或 SPI 串行接口（如在 AM1815）访问，下面简要介绍每个功能组。 基本计时功能组支持标准的 32 kHz 晶振（XT）振荡模式来实现最大频率精度，仅有 55 nA 的超低电 流消耗。扩展校准模式可以在 -614 ppm 至 +244 ppm 的范围内产生精度为±2 ppm 的低抖动数字校准。 基本计时功能组还包括了一套标准的计数器，可对百分之一秒到几百年进行监测。附加的倒数计时器和闹 钟还可以被设置为几个输出上的初始中断或复位。 高级的计时功能组支持两个额外的振荡模式： 1）RC 振荡方式；2）自动校准模式。对于可降低频率 精度要求的应用程序，RC 振荡器模式提供了温度补偿±10％、比 XT 振荡器更低的、仅需 15 nA 的电流消 耗。一个专有的校准算法在给定温度下允许 AM18XX 对 RC 振荡器频率进行数字式调整至±2 ppm 的精 度，而且仅有极低的校准抖动。 在自动校准模式中使用 RC 振荡器作为主振荡源，利用 XT 振荡器来定期校准。自动校准在每个为 8.5 分钟或 17 分钟的自动校准期间（ACP）执行，并可通过软件初始化。此模式的平均电流消耗仅为 20nA， 但可获得类似 XT 振荡器的频率精度。 联合科技有限公司 http://www.unitedlink.hk/cn/ 3 of 13 产 品 简 介 AM18XX AM18XX 实 时 时 钟 和 电 源 管 理 系 列 AM18XX 内置的电源管理功能使它可以在线路供电、和使用电池供电的备份设备这两种系统中工作。 一个集成的电源控制模块将自动检测主电源（VCC），当供电电压低于可选的数字阈值时，则切换到备用 电源（VBAT）。最多有 256 字节的超低漏电 RAM 可在备用电源工作时存储关键参数。 AM18XX 系列是首个纳入了一些更先进的电源管理功能的 RTC。特别是 AM18XX 包含了一个有限状 态机（集成的功率控制块），可以控制主处理器在睡眠 /复位状态和活动状态之间的切换。数字化输出可以 被配置成控制主控制器的复位信号或数字可调定时的中断输入。AM18XX 另外还集成了一个小于 1Ω 阻抗 的电源开关，可用于切断主微控制器的接地电流，使得睡眠电流减少到小于 1nA。 AM18XX 元件能唤醒一个休眠的系统，它使用内部产生的定时中断或外部数字化输入产生的中断（例 如用一个按钮）。上述的功能使用户能够无缝地对主处理器断电，只留下高效节能的 AM18XX 芯片在工作。 AM18XX 还包括了可调的监测电压值对掉电和上电复位进行监测。 3. AM18XX 应用实例 AM18XX 能控制系统中其它部件的电源，使 AM18XX 在各种系统中都很实用。这通常是在整个系统 由电池供电时，并且最大限度地减少总功率是至关重要的情况下。AM18XX 的备份 RAM 可以在断电时用 来保存关键的 MCU 参数。 3.1 VSS 电源开关 在实际项目中推荐使用 AM18XX 的内部电源开关来完全关闭 MCU 和/或其它系统部件。在此时，输 出引脚 PSW/nIRQ2 将被配置成产生休眠的功能。正常情况下，PSW/nIRQ2 引脚是被小于 1 欧姆的电阻 拉至 VSS，所以 MCU 可以接收到全部的电力。而在 MCU 启动 SLP 操作，并在 AM18XX 进入睡眠模式 后 PSW/nIRQ2 脚将开路，从而完全移走 MCU 的电源。相对于其他替代方案而言，这增加了显著的功率 节省效果。 可利用下图所示的各种中断：包括闹钟、定时器和一个按钮创建的外部中断等来退出睡眠模式，恢复 MCU 电源。AM18XX 中的 RAM 可用于保存关键的 MCU 参数。 联合科技有限公司 http://www.unitedlink.hk/cn/ 4 of 13 产 品 简 介 AM18XX AM18XX 实 时 时 钟 和 电 源 管 理 系 列 3.2 VCC 电源开关 用一个外部晶体管开关 T 也能关闭 MCU 的电源，此方法能开关更大的电流并保持一个公共接地。此 电路中的 R 是兆欧级的，所以在绘制电路和激活 PSW/nIRQ2 为低时，电流可以忽略不计。 3.3 复位驱动 另一个实现方法是用 AM18XX 控制系统 MCU 的复位功能，而不是用开关电源的方式。由于许多 MCU 在复位时具有更小的功率，此方法在某些情况下可以节省系统功耗。 3.4 电池的后备 在许多系统中的主电源是电池，所以 AM18XX 断开 MCU 和其他外设的电源可以最大限度地减少电流 消耗。此方法中的电池可以更换，AM18XX 通过涓流充电器给一个超级电容器充电，这样即使主电池被移 走也能继续维持系统时间和关键参数。 联合科技有限公司 http://www.unitedlink.hk/cn/ 5 of 13 产 品 简 介 AM18XX AM18XX 实 时 时 钟 和 电 源 管 理 系 列 4. 封装引脚说明 AM18XX 封装引脚说明如下。QFN-16 封装的散热引脚必须连接到 VSS。所有的 NC 引脚必须悬空。 （1）仅在 AM1804 和 AM1805 上有作用，其它是 NC；（2）仅在 AM1803 和 AM1805 上有作用，其它是 VSS （3）仅在 AM1814 和 AM1815 上有作用，其它是 NC；（4）仅在 AM1813 和 AM1815 上有作用，其它是 VSS 引脚 名称 引脚 类型 VSS 电源 地线 VCC 电源 XI 功能描述 在 AM18XX 上的引脚编号 01 03 04 05 11 13 14 15 5, 9, 14 9, 14 5, 9, 14 9, 14 5, 14 14 5, 14 14 系统电源供应 13 13 13 13 13 13 13 13 XT 晶振输入 16 16 16 16 16 16 16 16 XO XT 晶振输出 15 15 15 15 15 15 15 15 VBAT 电源 电池电源供应 SCL 输入 I2C 或 SPI 接口时钟 SDO 输出 SDI 5 7 7 5 7 7 7 SPI 数据输出 6 6 6 6 输入 SPI 数据输入 9 9 9 9 nCE 输入 SPI 片选 12 12 12 12 SDA 输入 I2C 数据输入输出 EXTI 输入 外部中断输入 WDI 输入 nEXTR 6 6 10 10 10 10 看门狗复位输入 2 2 2 2 输入 外部复位输入 3 3 3 3 FOUT / nIRQ 输出 中断 1 / 功能输出 PSW / nIRQ2 输出 中断 2 / 电源开关输出 CLKOUT / nIRQ3 输出 中断 3 / 时钟输出 nTIRQ 输出 定时器中断输出 nRST 输出 复位输出 联合科技有限公司 http://www.unitedlink.hk/cn/ 6 7 5 7 6 7 5 11 11 11 11 11 11 11 11 4 4 4 4 4 4 4 4 8 8 8 8 12 12 1 1 1 1 6 of 13 产 品 简 介 AM18XX AM18XX 实 时 时 钟 和 电 源 管 理 系 列 5. 电气规格 5.1 最大极限值 所有电压参考到 VSS。 符号 参数 VCC 系统电源电压 V B AT 电池电压 VI 输入电压 VI 输入电压 VO 输出电压 VO 输出电压 II 测试条件 最大 单位 -0.3 3.6 V -0.3 3.6 V -0.3 V C C + 0.3 V -0.3 V B AT + 0.3 V -0.3 V C C + 0.3 V -0.3 V B AT + 0.3 V 输入电流 -1 1 mA IO 输出电流 -1 1 mA VESD ESD 电压 CDM ± 500 V HBM ± 4000 V I LU 闩锁电流 100 mA TSTG 储存温度 -65 150 ℃ TOP 工作温度 -40 85 ℃ TSLD 焊接温度 手工焊接 10 秒 300 ℃ TREF 回流焊接温度 回流曲线 / JEDEC J-STD-020D 260 ℃ VCC > VMIN VCC > VMIN , V B AT > V M I N VCC > VMIN VCC > VMIN , V B AT > V M I N 最小 典型 5.2 工作参数 TA = - 40 ℃ 到 85 ℃，典型值为 25 ℃ 符号 参数 VCC 系统电源电压 V B AT 电池电压 VT+ 正向输入 阈值电压 V T- 负向输入 阈值电压 VOL 低电平输出电压 VOH 高电平输出电压 VMIN 有效电源电压 联合科技有限公司 测试条件 最小 典型 最大 单位 SPI 或 I2C 活动 1.7 3.6 V 时钟工作 + RAM 1.5 3.6 V 时钟工作 + RAM 1.5 3.6 V V C C = 3.0V 1.5 V V C C = 1.8V 1.1 V V C C = 3.0V 0.9 V V C C = 1.8V 0.6 V 1.7V < V C C < 3.6V 0.2 * V C C V 1.7V < V C C < 3.6V 0.8 * V C C http://www.unitedlink.hk/cn/ 1.5 VCC V V 7 of 13 产 品 简 介 AM18XX AM18XX 实 时 时 钟 和 电 源 管 理 系 列 5.3 工作电流 在各种条件下的 VCC 或 VBAT 电源输入的电流供应情况如下所示。 TA = - 40 ℃ 到 85 ℃，VB AT = 0 V ~ 3.6 V，典型值为 25 ℃ 符号 参数 测试条件 VC C 400KHz 总线速度， SCL / SDA 上有 10k 上 拉电阻（1） 3.0V IVCC：I2C I 2 C 突发读写 期间 V C C 的支 持电流 SPI 突发读写 期间 V C C 的支 持电流 2MHz 总线速度 （2） 在晶体振荡器 模式下 V C C 的 支持电流 时间保持运行在晶体振 荡器模式（3） IVCC：SPI IVCC：XT IVCC：RC IVCC： ACAL 在 RC 振荡器模 时间保持运行在 RC 振荡 式下 V C C 的支 器模式，晶振关闭（3） 持电流 VB AT 最小值 典型值 最大值 单位 20 NA uA 1.8V 10 3.0V 10 NA 1.8V uA 5 3.0V 55 NA 1.8V nA 50 3.0V 15 NA 1.8V RC 振荡器自校 时间保持运行在 RC 振荡 3.0V 准模式下 V C C 器模式并激活自动校准， 1.8V ACP = 512 秒（3） 的支持电流 nA 12 18 NA nA 15 3.0V 55 1.8V 50 15 IVBAT：XT 在晶体振荡器 模式下 V B AT 的 支持电流 3.0V IVBAT：RC 在 RC 振荡器模 时间保持运行在 RC 振荡 <1.5V 式下 V B AT 的支 器模式，晶振关闭（3） 持电流 1.8V 12 RC 振荡器自校 时间保持运行在 RC 振荡 准模式下 V B AT 器模式并激活自动校准， <1.5V ACP = 512 秒（3） 的支持电流 3.0V 18 1.8V 15 在 V C C 供电模 式下的 V B AT 支持电流 3.0V 290 1.8V 190 IVBAT： ACAL IVBAT： VCC 时间保持运行在晶体振 荡器模式（3） V C C 供电模式 <1.5V >1.5V nA nA nA pA （1）不包括外设和上拉电阻的电流。所有其它输入（除了 SDA 和 SCL）都是 0V 或 VCC。仅针对 AM080X / AM180X。 （ 2 ） 不 包 括 外 设 电 流 。 所 有 其 它 输 入 （ 除 了 SDI ， nCE 和 SCL ） 都 是 0V 或 VCC 。 仅 针 对 AM081X / AM181X。 （3）所有的输入和输出都是 0V 或 VCC。 联合科技有限公司 http://www.unitedlink.hk/cn/ 8 of 13 产 品 简 介 AM18XX AM18XX 实 时 时 钟 和 电 源 管 理 系 列 6. 编带和卷轴信息 联合科技有限公司 http://www.unitedlink.hk/cn/ 9 of 13 产 品 简 介 AM18XX AM18XX 实 时 时 钟 和 电 源 管 理 系 列 7. 回流焊简介 AM18XX 回流条件的描述如下。 联合科技有限公司 http://www.unitedlink.hk/cn/ 10 of 13 产 品 简 介 AM18XX AM18XX 实 时 时 钟 和 电 源 管 理 系 列 8. 订购信息 附注： （1）标准和认证使用当前 RoHS 所要求的全部 6 种物质，包括要求原料均质材料中含铅量不得超过 0.1％。该封装被设计为在高温下焊接（回流温度曲线），可用于特定的无铅工艺。 （2）湿度敏感等级根据 JEDEC J-STD-020D 行业标准分类。 联合科技有限公司 http://www.unitedlink.hk/cn/ 11 of 13 产 品 简 介 AM18XX AM18XX 实 时 时 钟 和 电 源 管 理 系 列 9. 法律信息和免责声明 AMBIQ MICRO INTENDS FOR THE CONTENT CONTAINED IN THE DOCUMENT TO BE ACCURATE AND RELIABLE. 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