RTC DS1307 - Pin-Beschreibung, Funktionen und Funktionsweise von DS1307

Was sind Echtzeituhren?

Echtzeituhren (RTC) sind, wie der Name schon sagt, Uhrenmodule. Die Echtzeituhr DS1307 (RTC) IC ist ein 8-poliges Gerät, das eine I2C-Schnittstelle verwendet. Der DS1307 ist eine Uhr / ein Kalender mit geringem Stromverbrauch und 56 Byte Batterie-Backup-SRAM. Die Uhr / der Kalender liefert qualifizierte Daten für Sekunden, Minuten, Stunden, Tag, Datum, Monat und Jahr. Das Enddatum eines jeden Monats wird automatisch angepasst, insbesondere für Monate mit weniger als 31 Tagen.

Sie sind als integrierte Schaltkreise (ICs) erhältlich und überwachen das Timing wie eine Uhr und betreiben das Datum wie einen Kalender. Der Hauptvorteil von RTC besteht darin, dass eine Batteriesicherung vorhanden ist, die die Uhr / den Kalender auch bei einem Stromausfall am Laufen hält. Es wird außergewöhnlich wenig Strom benötigt, um die RTC animiert zu halten. Wir können diese RTCs in vielen Anwendungen wie eingebetteten Systemen und Computer-Motherboards usw. finden. In diesem Artikel werden wir uns mit einer der Echtzeituhren (RTC) befassen, d. H. DS1307.

Pin Beschreibung des DS1307:

Pin 1, 2: Anschlüsse für Standard-Quarzkristalle mit 32,768 kHz. Die interne Oszillatorschaltung ist für den Betrieb mit einem Kristall mit einer spezifizierten Lastkapazität von 12,5 pF vorgesehen. X1 ist der Eingang zum Oszillator und kann alternativ an einen externen 32,768-kHz-Oszillator angeschlossen werden. Der Ausgang des internen Oszillators X2 wird verschoben, wenn ein externer Oszillator an X1 angeschlossen ist.

Pin 3 : Batterieeingang für jede Standard-3-V-Lithiumzelle oder andere Energiequelle. Die Batteriespannung sollte für einen geeigneten Betrieb zwischen 2 V und 3,5 V liegen. Die nominale Schreibschutz-Auslösepunktspannung, bei der der Zugriff auf die RTC und den Benutzer-RAM verweigert wird, wird von der internen Schaltung auf 1,25 x VBAT nominal eingestellt. Eine Lithiumbatterie mit 48 mAh oder mehr sichert den DS1307 mehr als 10 Jahre lang ohne Strom bei 25 ° C. UL wurde erkannt, um einen Rückladestrom zu gewährleisten, wenn es als Teil der Verbindung mit einer Lithiumbatterie verwendet wird.

Pin 4: Boden.

Pin 5: Serielle Dateneingabe / -ausgabe. Der Ein- / Ausgang für die serielle I2C-Schnittstelle ist der SDA, der ein offener Drain ist und einen Pull-up-Widerstand benötigt, der eine Pull-up-Spannung von bis zu 5,5 V ermöglicht. Unabhängig von der Spannung an VCC.

Pin 6: Serieller Takteingang. Es ist der Takteingang der I2C-Schnittstelle und wird bei der Datensynchronisation verwendet.

Pin 7: Rechteckwellen- / Ausgangstreiber. Wenn das SQWE-Bit auf 1 gesetzt ist, gibt der SQW / OUT-Pin eine von vier Rechteckwellenfrequenzen (1 Hz, 4 kHz, 8 kHz und 32 kHz) aus. Dies ist auch ein offener Abfluss und erfordert einen externen Pull-up-Widerstand. Es erfordert die Anwendung von entweder Vcc oder Vb at, um SQW / OUT mit einer zulässigen Pull-up-Spannung von 5,5 V zu betreiben, und kann schwebend gelassen werden, wenn es nicht verwendet wird.

Pin 8: Primärstromversorgung. Wenn die Spannung innerhalb normaler Grenzen angelegt wird, ist das Gerät vollständig zugänglich und Daten können geschrieben und gelesen werden. Wenn eine Sicherungsversorgung an das Gerät angeschlossen ist und VCC unter VTP liegt, werden Lese- und Schreibvorgänge gesperrt. Bei niedrigen Spannungen funktioniert die Zeitnehmungsfunktion jedoch weiterhin.

Eigenschaften:

• Programmierbares Rechteckwellen-Ausgangssignal
• Automatische Stromausfallerkennung und Schaltschaltung
• Verbraucht im Batteriesicherungsmodus bei laufendem Oszillator weniger als 500 nA
• Erhältlich in 8-poligem DIP oder SOIC
• Underwriters Laboratory (UL) anerkannt
• Die Echtzeituhr (RTC) zählt Sekunden, Minuten, Stunden, Datum des Monats, Monat, Wochentag und Jahr mit einer Schaltjahrvergütung von bis zu 2100
• Nichtflüchtiger 56-Byte-RAM zur Datenspeicherung
• Zweidrahtschnittstelle (I2C)

Die Verwendung des DS1307 wird hauptsächlich in die Register dieses Chips geschrieben und gelesen. Der Speicher enthält alle 64 DS1307 8-Bit-Register, die von 0 bis 63 adressiert sind (von 00H bis 3FH das Hexadezimalsystem). Die ersten acht Register werden für das Taktregister verwendet, die verbleibenden 56 freien können verwendet werden, da der RAM auf Wunsch eine temporäre Variable enthält. Die ersten sieben Register enthalten Informationen zur Uhrzeit, einschließlich: Sekunden, Minuten, Stunden, Sekundär, Datum, Monat und Jahr. Der DS1307 enthält mehrere Komponenten wie Leistungsschaltungen, Oszillatorschaltungen, Logiksteuerung und I2C-Schnittstellenschaltung sowie das Adresszeigerregister (oder RAM). Sehen wir uns die Funktionsweise von DS1307 an.

Arbeitsweise von DS1307:

In der einfachen Schaltung sind die beiden Eingänge X1 und X2 als Quelle für den Chip mit einem 32,768-kHz-Quarzoszillator verbunden. VBAT ist mit der positiven Kultur eines 3-V-Batteriechips verbunden. Die Vcc-Stromversorgung der I2C-Schnittstelle beträgt 5 V und kann mit Mikrocontrollern erfolgen. Wenn die Stromversorgung Vcc nicht gewährt wird, werden Lese- und Schreibvorgänge gesperrt.

START- und STOP-Bedingungen sind erforderlich, wenn ein Gerät die Kommunikation mit einem Gerät im I2C-Netzwerk herstellen möchte.

• Durch Angabe eines Geräteidentifikationscodes und einer Registeradresse können wir die START-Bedingung für den Zugriff auf das Gerät implementieren.
• Auf die Register kann in serieller Reihenfolge zugegriffen werden, bis eine STOP-Bedingung implementiert ist

Die START-Bedingung und die STOP-Bedingung bei der Kommunikation des DS1307 I2C mit dem Mikrocontroller sind in der folgenden Abbildung dargestellt.

Das Gerät ist in der folgenden Abbildung konfiguriert. Beim DS1307 ist der 2-Draht-Bus mit zwei E / A-Port-Pins des DS5000 verbunden: SCL-P1.0, SDA-P1.1. Das V_DDSpannung ist 5V, R._P.= 5 kΩ und der DS5000 ist mittels eines 12-MHz-Kristalls. Das andere sekundäre Gerät kann ein anderes Gerät sein, das das 2-Draht-Protokoll erkennt, z. B. das digitale Thermometer DS1621 und der Thermostat. Die Schnittstelle zum D5000 wurde mit der Hardware und Software des DS5000T-Kits geschult. Mit diesen Entwicklungskits kann der PC über die seriellen Anschlüsse des DS5000 als dummes Terminal verwendet werden, um einige Wörter durch Tastatur und Monitor zu ersetzen. Typische 2-Draht-Busanordnung, das folgende Busprotokoll wurde während der Datenaustauschinformation definiert. Die Datenleitung muss stabil bleiben, wenn die Taktleitung hoch ist. Änderungen in der Datenleitung, während die Taktleitung hoch ist, werden als Steuersignale interpretiert.

Dementsprechend wurden die folgenden Busbedingungen definiert:

Starten Sie die Datenübertragung : Eine Änderung des Zustands der Datenleitung von hoch nach niedrig, während die Taktleitung hoch ist, definiert eine START-Bedingung.

Stoppen Sie die Datenübertragung : Eine Änderung des Zustands der Datenleitung von niedrig nach hoch, während die Taktleitung hoch ist, definiert die STOP-Bedingung.

Daten gültig : Der Zustand der Datenleitung stellt gültige Daten dar, wenn die Datenleitung nach einer START-Bedingung für die Dauer der hohen Periode des Taktsignals stabil ist. Die Daten auf der Leitung müssen während der niedrigen Periode des Taktsignals geändert werden. Es gibt einen Takt pro Datenbit.
Jede Datenübertragung wird mit einer START-Bedingung eingeleitet und mit einer STOP-Bedingung beendet. Die Anzahl der zwischen den Bedingungen START und STOP übertragenen Datenbytes ist nicht begrenzt und wird vom Master-Gerät festgelegt. Die Informationen werden byteweise übertragen und jeder Empfänger bestätigt mit einem neunten Bit.

Fotokredit

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