Wat zijn realtime klokken?
Real-time klokken (RTC), zoals de naam al aangeeft, zijn klokmodules. De DS1307 real-time klok (RTC) IC is een 8-pins apparaat dat een I2C-interface gebruikt. De DS1307 is een energiezuinige klok / kalender met 56 bytes batterijback-up SRAM. De klok / kalender biedt gegevens over seconden, minuten, uren, dag, datum, maand en jaar. De einddatum van elke maand wordt automatisch aangepast, vooral voor maanden met minder dan 31 dagen.
Ze zijn beschikbaar als geïntegreerde schakelingen (IC's) en houden toezicht op de timing als een klok en werken ook op datum als een kalender. Het belangrijkste voordeel van RTC is dat ze een batterijback-up hebben die ervoor zorgt dat de klok / kalender blijft werken, zelfs als er een stroomstoring is. Er is uitzonderlijk weinig stroom nodig om de RTC geanimeerd te houden. We kunnen deze RTC's in veel toepassingen vinden, zoals embedded systemen en moederborden van computers, etc. In dit artikel gaan we kijken naar een van de real-time klok (RTC), namelijk DS1307.
Pin Beschrijving van DS1307:
Pin 1, 2: Aansluitingen voor standaard 32.768 kHz kwartskristal. Het interne oscillatorcircuit is bedoeld om te werken met een kristal met een gespecificeerde belastingscapaciteit van 12,5 pF. X1 is de ingang van de oscillator en kan ook worden aangesloten op een externe 32,768 kHz-oscillator. De output van de interne oscillator, X2, wordt gedrift als een externe oscillator is aangesloten op X1.
Pin 3 : Batterij-ingang voor elke standaard 3V lithiumcel of andere energiebron. De batterijspanning moet tussen 2V en 3,5V liggen voor een goede werking. De nominale schrijfbeveiligingsuitschakelspanning waarbij toegang tot de RTC en het gebruikers-RAM wordt geweigerd, wordt door de interne schakelingen ingesteld op 1,25 x VBAT nominaal. Een lithiumbatterij met 48mAhr of meer zal een back-up van de DS1307 zijn voor meer dan 10 jaar bij afwezigheid van stroom bij 25ºC. UL-erkend om tegen omgekeerde laadstroom te zorgen bij gebruik in combinatie met een lithiumbatterij.
Pin 4: Grond.
Pin 5: Seriële gegevensinvoer / -uitvoer. De input / output voor de I2C seriële interface is de SDA, die open drain is en een pull-up-weerstand vereist, waardoor een pull-up-spanning tot 5,5 V mogelijk is. Ongeacht de spanning op VCC.
Pin 6: Seriële klokingang. Het is de klokingang van de I2C-interface en wordt gebruikt bij gegevenssynchronisatie.
Pin 7: Vierkante golf / output-driver. Indien ingeschakeld, wordt de SQWE-bit ingesteld op 1, voert de SQW / OUT-pin een van de vier blokgolffrequenties uit (1Hz, 4 kHz, 8 kHz en 32 kHz). Dit is ook een open afvoer en vereist een externe pull-up-weerstand. Het vereist de toepassing van Vcc of Vb at om SQW / OUT te laten werken, met een toegestane pull-up-spanning van 5,5 V en kan zwevend blijven als deze niet wordt gebruikt.
Pin 8: Primaire voeding. Als er spanning wordt aangelegd binnen de normale limieten, is het apparaat volledig toegankelijk en kunnen gegevens worden geschreven en gelezen. Wanneer een back-upvoeding is aangesloten op het apparaat en VCC is lager dan VTP, worden lezen en schrijven geblokkeerd. Bij lage spanningen werkt de tijdfunctie echter nog steeds.
Kenmerken:
- Programmeerbaar blokgolf uitgangssignaal
- Automatische stroomuitvaldetectie en schakelcircuits
- Verbruikt minder dan 500nA in batterijback-upmodus met lopende oscillator
- Verkrijgbaar in 8-pins DIP of SOIC
- Underwriters Laboratory (UL) erkend
- Real-time klok (RTC) telt seconden, minuten, uren, datum van de maand, maand, dag van de week en jaar met schrikkeljaarcompensatie geldig tot 2100
- 56-byte niet-vluchtig RAM voor gegevensopslag
- Tweedraads interface (I2C)
Met behulp van de DS1307 wordt primair naar de registers van deze chip geschreven en deze gelezen. Het geheugen bevat alle 64 DS1307 8-bit registers geadresseerd van 0 tot 63 (van 00H tot 3FH het hexadecimale systeem). De eerste acht registers worden gebruikt voor het klokregister, de resterende 56 die vrij zijn, kunnen desgewenst worden gebruikt als RAM-geheugen met tijdelijke variabelen. De eerste zeven registers bevatten informatie over de tijd van de klok, waaronder: seconden, minuten, uren, secundair, datum, maand en jaar. De DS1307 bevat verschillende componenten zoals stroomcircuits, oscillatorcircuits, logische controller en I2C-interfaceschakeling en het adreswijzerregister (of RAM). Laten we eens kijken naar de werking van DS1307.
Werking van DS1307:
In de eenvoudige schakeling zijn de twee ingangen X1 en X2 verbonden met een 32,768 kHz kristaloscillator als bron voor de chip. VBAT is verbonden met een positieve cultuur van een 3V-batterijchip. Vcc-stroom naar de I2C-interface is 5V en kan worden gegeven met behulp van microcontrollers. Als de voeding Vcc niet wordt verleend, worden lees- en schrijfbewerkingen geblokkeerd.
START- en STOP-voorwaarden zijn vereist wanneer een apparaat communicatie tot stand wil brengen met een apparaat in het I2C-netwerk.
- Door een apparaatidentificatiecode en een registeradres op te geven, kunnen we de START-voorwaarde implementeren om toegang te krijgen tot het apparaat.
- De registers kunnen in seriële volgorde worden benaderd totdat een STOP-conditie is geïmplementeerd
De START-conditie en STOP-conditie wanneer de DS1307 I2C-communicatie met de microcontroller wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding.
Het apparaat is geconfigureerd zoals vermeld in de onderstaande afbeelding. De DS1307 heeft de 2-draads bus aangesloten op twee I / O-poortpinnen van de DS5000: SCL - P1.0, SDA - P1.1. De VDDspanning is 5V, R.P.= 5KΩ en de DS5000 is door middel van een 12 MHz kristal. Het andere secundaire apparaat kan elk ander apparaat zijn dat het 2-draads protocol herkent, zoals de DS1621 digitale thermometer en thermostaat. De interface met de D5000 was bedreven met het gebruik van de hardware en software van de DS5000T Kit. Met deze ontwikkelingskits kan de pc worden gebruikt als een domme terminal met behulp van de seriële poorten van de DS5000 om een paar woorden te vervangen door het toetsenbord en de monitor. 
Typische 2-draads busopstelling, het volgende busprotocol is gedefinieerd tijdens het uitwisselen van informatie. De datalijn moet stabiel blijven wanneer de kloklijn hoog is. Veranderingen in de datalijn terwijl de kloklijn hoog is, worden geïnterpreteerd als stuursignalen.
Dienovereenkomstig zijn de volgende busvoorwaarden gedefinieerd:
Start de gegevensoverdracht : Een verandering in de toestand van de datalijn van hoog naar laag, terwijl de kloklijn hoog is, definieert een START-conditie.
Stop de gegevensoverdracht : Een verandering in de toestand van de datalijn van laag naar hoog, terwijl de kloklijn hoog is, definieert de STOP-toestand.
Gegevens geldig : De toestand van de datalijn vertegenwoordigt geldige data wanneer, na een START-conditie, de datalijn stabiel is gedurende de hoge periode van het kloksignaal. De gegevens op de lijn moeten worden gewijzigd tijdens de lage periode van het kloksignaal. Er is één klokpuls per bit aan gegevens.
Elke gegevensoverdracht wordt geïnitieerd met een START-conditie en beëindigd met een STOP-conditie. Het aantal databytes dat wordt overgedragen tussen de START- en de STOP-condities is niet beperkt, en wordt bepaald door het meesterapparaat. De informatie wordt byte-gewijs overgedragen en elke ontvanger bevestigt met een negende bit.
Fotokrediet
- Afbeelding door versleuteld-tbn0.gstatic
