实时时钟(RTC)是一种高密度集成的专用集成电路,基本功能是保持跟踪时间和日期等信息,保证走时准确,适合于一切需要低功耗及准确计时的场合,是目前运用最广泛的消费类电子产品之一。当前实时时钟大多采用精度较高的晶体振荡器作为时钟源,然而温度对晶振的精确度有显著影响,因此随温度修调RTC具有重大意义。本文针对晶体振荡器的温漂特性,提出了一款基于三线SPI接口的实时时钟体系结构和一种基于分频链的频率校准算法,该结构包含了RTC的基本功能,并且将温度补偿功能集成在片内。本方案中,由RTC的定时器控制温度传感器,定时采集温度信息,由ADC产生量化数据,通过控制逻辑运算查表以修正校准寄存器的值,校准算法在不改变晶体振荡器的情况下,通过该值调节分频后的时钟频率,间接对时钟进行校准。这一设计巧妙地利用了RTC本身的功能和电路结构,修调过程在芯片内部自动完成,除实现了自校准的功能外,更有效降低应用系统因分立元件管脚过多而造成的干扰和影响,并有效节省系统的I/O资源,便于集成。本设计采用自顶向下(TOP-DOWN)的设计方法,使用VerilogHDL实现实时时钟的前端设计,利用Synopsys公司的EDA工具进行后端设计和验证。经仿真测试验证,该RTC实现了频率自校准功能。