นาฬิกาแบบเรียลไทม์คืออะไร?
นาฬิกาแบบเรียลไทม์ (RTC) ตามชื่อที่แนะนำคือโมดูลนาฬิกา นาฬิกา DS1307 แบบเรียลไทม์ (RTC) IC เป็นอุปกรณ์ 8 พินที่ใช้อินเทอร์เฟซ I2C DS1307 เป็นนาฬิกา / ปฏิทินพลังงานต่ำที่มี SRAM สำรองแบตเตอรี่ 56 ไบต์ นาฬิกา / ปฏิทินให้ข้อมูลวินาทีนาทีชั่วโมงวันวันที่เดือนและปี วันที่สิ้นสุดของแต่ละเดือนจะถูกปรับโดยอัตโนมัติโดยเฉพาะสำหรับเดือนที่น้อยกว่า 31 วัน
มีให้ใช้งานในรูปแบบวงจรรวม (ICs) และควบคุมเวลาเช่นนาฬิกาและยังใช้งานวันที่เช่นปฏิทิน ข้อได้เปรียบหลักของ RTC คือมีการจัดเตรียมแบตเตอรี่สำรองซึ่งจะช่วยให้นาฬิกา / ปฏิทินทำงานแม้ว่าไฟฟ้าดับ จำเป็นต้องมีกระแสไฟฟ้าเพียงเล็กน้อยเพื่อให้ RTC เคลื่อนไหวได้ เราสามารถพบ RTC เหล่านี้ได้ในหลาย ๆ แอปพลิเคชันเช่นระบบฝังตัวและแผงวงจรหลักของคอมพิวเตอร์เป็นต้นในบทความนี้เราจะดูเกี่ยวกับนาฬิกาเรียลไทม์ (RTC) แบบหนึ่งนั่นคือ DS1307
คำอธิบายพินของ DS1307:
พิน 1, 2: การเชื่อมต่อสำหรับคริสตัลควอตซ์ 32.768 kHz มาตรฐาน วงจรออสซิลเลเตอร์ภายในมีไว้สำหรับการทำงานกับคริสตัลที่มีความจุโหลดที่ระบุไว้ที่ 12.5pF X1 เป็นอินพุตไปยังออสซิลเลเตอร์และสามารถเชื่อมต่อกับออสซิลเลเตอร์ภายนอก 32.768 kHz เอาต์พุตของออสซิลเลเตอร์ภายใน X2 จะลอยหากต่อออสซิลเลเตอร์ภายนอกเข้ากับ X1
พิน 3 : อินพุตแบตเตอรี่สำหรับเซลล์ลิเธียม 3V มาตรฐานหรือแหล่งพลังงานอื่น ๆ แรงดันแบตเตอรี่ควรอยู่ระหว่าง 2V ถึง 3.5V เพื่อการทำงานที่เหมาะสม แรงดันไฟฟ้าจุดทริปป้องกันการเขียนระบุที่การเข้าถึง RTC และ RAM ของผู้ใช้ถูกปฏิเสธถูกกำหนดโดยวงจรภายในเป็น 1.25 x VBAT เล็กน้อย แบตเตอรี่ลิเธียมที่มี 48mAhr ขึ้นไปจะสำรอง DS1307 ได้นานกว่า 10 ปีในกรณีที่ไม่มีพลังงานที่25ºC UL ได้รับการยอมรับเพื่อป้องกันกระแสชาร์จย้อนกลับเมื่อใช้ร่วมกับแบตเตอรี่ลิเธียม
พิน 4: พื้น.
พิน 5: อินพุต / เอาต์พุตข้อมูลอนุกรม อินพุต / เอาต์พุตสำหรับอินเทอร์เฟซอนุกรม I2C คือ SDA ซึ่งเป็นท่อระบายน้ำแบบเปิดและต้องใช้ตัวต้านทานแบบดึงขึ้นทำให้สามารถดึงแรงดันไฟฟ้าได้สูงถึง 5.5V โดยไม่คำนึงถึงแรงดันไฟฟ้าบน VCC
พิน 6: อินพุตนาฬิกาอนุกรม เป็นอินพุตนาฬิกาอินเทอร์เฟซ I2C และใช้ในการซิงโครไนซ์ข้อมูล
พิน 7: ไดร์เวอร์สแควร์เวฟ / เอาท์พุต เมื่อเปิดใช้งานบิต SQWE จะตั้งค่าเป็น 1 พิน SQW / OUT จะส่งออกหนึ่งในสี่ความถี่ของคลื่นสี่เหลี่ยม (1Hz, 4 kHz, 8 kHz และ 32 kHz) นอกจากนี้ยังเป็นท่อระบายน้ำแบบเปิดและต้องใช้ตัวต้านทานแบบดึงขึ้นภายนอก ต้องใช้ Vcc หรือ Vb ที่เพื่อใช้งาน SQW / OUT โดยมีแรงดันไฟฟ้าดึงขึ้น 5.5V ที่อนุญาตและสามารถปล่อยให้ลอยได้หากไม่ได้ใช้
พิน 8: แหล่งจ่ายไฟหลัก เมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าภายในขีด จำกัด ปกติอุปกรณ์จะสามารถเข้าถึงได้อย่างเต็มที่และสามารถเขียนและอ่านข้อมูลได้ เมื่อแหล่งจ่ายสำรองเชื่อมต่อกับอุปกรณ์และ VCC อยู่ต่ำกว่า VTP การอ่านและเขียนจะถูกยับยั้ง อย่างไรก็ตามที่แรงดันไฟฟ้าต่ำฟังก์ชันบอกเวลายังคงทำงานอยู่
คุณสมบัติ:
- สัญญาณเอาต์พุตคลื่นสี่เหลี่ยมที่ตั้งโปรแกรมได้
- ตรวจจับและสลับวงจรไฟฟ้าดับอัตโนมัติ
- ใช้พลังงานน้อยกว่า 500nA ในโหมดสำรองแบตเตอรี่ที่มีออสซิลเลเตอร์ทำงาน
- มีให้เลือก 8-pin DIP หรือ SOIC
- Underwriters Laboratory (UL) ได้รับการยอมรับ
- นาฬิกาแบบเรียลไทม์ (RTC) นับวินาทีนาทีชั่วโมงวันที่ของเดือนเดือนวันในสัปดาห์และปีโดยมีค่าตอบแทนอธิกสุรทินสูงสุด 2100
- RAM แบบไม่ลบเลือน 56 ไบต์สำหรับการจัดเก็บข้อมูล
- อินเทอร์เฟซสองสาย (I2C)
การใช้ DS1307 เป็นหลักในการเขียนและอ่านรีจิสเตอร์ของชิปนี้ หน่วยความจำประกอบด้วยรีจิสเตอร์ 8 บิต DS1307 64 ทั้งหมดถูกกำหนดตั้งแต่ 0 ถึง 63 (จาก 00H ถึง 3FH ระบบเลขฐานสิบหก) การลงทะเบียนแปดตัวแรกใช้สำหรับการลงทะเบียนนาฬิกาส่วนที่ว่างอีก 56 รายการสามารถใช้เนื่องจาก RAM มีตัวแปรชั่วคราวหากต้องการ การลงทะเบียนเจ็ดรายการแรกประกอบด้วยข้อมูลเกี่ยวกับเวลาของนาฬิกา ได้แก่ วินาทีนาทีชั่วโมงรองวันที่เดือนและปี DS1307 ประกอบด้วยส่วนประกอบต่างๆเช่นวงจรไฟฟ้าวงจรออสซิลเลเตอร์ตัวควบคุมลอจิกและวงจรอินเทอร์เฟซ I2C และตัวชี้ที่อยู่รีจิสเตอร์ (หรือ RAM) มาดูการทำงานของ DS1307 กัน
การทำงานของ DS1307:
ในวงจรอย่างง่ายทั้งสองอินพุต X1 และ X2 เชื่อมต่อกับออสซิลเลเตอร์คริสตัล 32.768 kHz เป็นแหล่งที่มาของชิป VBAT เชื่อมต่อกับวัฒนธรรมเชิงบวกของชิปแบตเตอรี่ 3V กำลังไฟ Vcc ไปยังอินเทอร์เฟซ I2C คือ 5V และสามารถจ่ายได้โดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ หากไม่อนุญาตให้ Vcc แหล่งจ่ายไฟอ่านและเขียนจะถูกยับยั้ง
เงื่อนไขการเริ่มและหยุดเป็นสิ่งจำเป็นเมื่ออุปกรณ์ต้องการสร้างการสื่อสารกับอุปกรณ์ในเครือข่าย I2C
- ด้วยการให้รหัสประจำตัวอุปกรณ์และที่อยู่ในการลงทะเบียนเราสามารถใช้เงื่อนไข START เพื่อเข้าถึงอุปกรณ์ได้
- สามารถเข้าถึงการลงทะเบียนตามลำดับแบบอนุกรมได้จนกว่าจะมีการใช้เงื่อนไข STOP
เงื่อนไขเริ่มต้นและเงื่อนไขหยุดเมื่อการสื่อสาร DS1307 I2C กับไมโครคอนโทรลเลอร์แสดงดังรูปด้านล่าง
อุปกรณ์ได้รับการกำหนดค่าดังกล่าวในรูปด้านล่าง DS1307 มีบัส 2 สายที่เชื่อมต่อกับพินพอร์ต I / O สองขาของ DS5000: SCL - P1.0, SDA - P1.1 วีDDแรงดันไฟฟ้าคือ 5V, Rป= 5KΩและ DS5000 ใช้คริสตัล 12 MHz อุปกรณ์รองอื่น ๆ อาจเป็นอุปกรณ์อื่นที่จดจำโปรโตคอล 2 สายเช่น DS1621 Digital Thermometer และ Thermostat อินเทอร์เฟซกับ D5000 มีความชำนาญโดยใช้ฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ DS5000T Kit ชุดการพัฒนาเหล่านี้ช่วยให้สามารถใช้พีซีเป็นเทอร์มินัลโง่โดยใช้พอร์ตอนุกรมของ DS5000 เพื่อแทนที่คำสองสามคำด้วยแป้นพิมพ์และจอภาพ 
การจัดเรียงบัส 2 สายโดยทั่วไปมีการกำหนดโปรโตคอลบัสต่อไปนี้ในระหว่างการแลกเปลี่ยนข้อมูลสายข้อมูลจะต้องคงที่เมื่อใดก็ตามที่สายสัญญาณนาฬิกาสูง การเปลี่ยนแปลงของสายข้อมูลในขณะที่สายนาฬิกาสูงจะถูกตีความว่าเป็นสัญญาณควบคุม
ดังนั้นจึงมีการกำหนดเงื่อนไขบัสต่อไปนี้:
เริ่มการถ่ายโอนข้อมูล : การเปลี่ยนแปลงสถานะของสายข้อมูลจากสูงไปต่ำในขณะที่สายนาฬิกาสูงกำหนดเงื่อนไขเริ่มต้น
หยุดการถ่ายโอนข้อมูล : การเปลี่ยนแปลงสถานะของสายข้อมูลจากต่ำไปสูงในขณะที่สายนาฬิกาสูงจะกำหนดเงื่อนไข STOP
ข้อมูลถูกต้อง : สถานะของสายข้อมูลแสดงถึงข้อมูลที่ถูกต้องเมื่อหลังจากเงื่อนไขเริ่มต้นสายข้อมูลจะคงที่ในช่วงเวลาที่สัญญาณนาฬิกาสูง ข้อมูลในบรรทัดจะต้องเปลี่ยนแปลงในช่วงที่สัญญาณนาฬิกาต่ำ มีหนึ่งพัลส์นาฬิกาต่อบิตของข้อมูล
การถ่ายโอนข้อมูลแต่ละครั้งจะเริ่มต้นด้วยเงื่อนไขเริ่มต้นและสิ้นสุดด้วยเงื่อนไข STOP จำนวนไบต์ข้อมูลที่ถ่ายโอนระหว่างเงื่อนไข START และ STOP ไม่ จำกัด และถูกกำหนดโดยอุปกรณ์หลัก ข้อมูลจะถูกถ่ายโอนแบบไบต์ที่ชาญฉลาดและผู้รับแต่ละคนจะรับทราบด้วยบิตที่เก้า
เครดิตภาพ
- ภาพโดย เข้ารหัส -tbn0.gstatic
