DS1302: funzione PIN, principio di funzionamento e utilizzo

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Panoramica DS1302

DS1302 è un chip orologio in tempo reale ad alte prestazioni, a bassa potenza prodotta dall'American Dallas Company.Ha 31 byte di RAM statico e comunica con la CPU attraverso l'interfaccia a tre fili SPI.Questo chip supporta la modalità Burst e può trasmettere più byte di segnali di clock e dati RAM contemporaneamente.La funzione dell'orologio in tempo reale fornisce secondi, minuti, ore, giorno, settimana, mese e anno.Quando il numero di giorni nel mese è inferiore a 31 giorni, può regolare automaticamente e avere una funzione di compensazione dell'anno di salto.DS1302 ha un ampio intervallo di tensione operativa e può funzionare tra 2,5 e 5,5 V.Adotta un sistema di alimentazione a doppia alimentazione, tra cui l'alimentazione principale e l'alimentazione di backup, e consente di impostare il metodo di ricarica dell'alimentazione di backup, avendo così la capacità di caricare l'alimentazione di backup con corrente di gocciolamento.

Alternative ed equivalenti:

• DS1302+

• DS1302N

• DS1302S

Caratteristiche di DS1302

DS1302 ha le seguenti caratteristiche chiave:

Progettazione a basso consumo di energia: il chip adotta un basso design del consumo di energia, in modo che possa fornire lunghi tempi di esecuzione se alimentato dalla batteria.

Funzione di conservazione dei dati: DS1302 ha una funzione di conservazione dei dati, il che significa che i dati di clock e calendario possono ancora essere mantenuti anche quando la potenza viene interrotta, garantendo così l'affidabilità dei dati e la continuità.

Interfaccia semplificata: DS1302 comunica con un microcontrollore o altri dispositivi esterni attraverso un'interfaccia seriale (2 filo o 3 fili).Questa interfaccia semplificata semplifica l'integrazione con altri sistemi implementare funzionalità di clock in tempo reale.

Funzioni di clock e calendario: DS1302 può tenere traccia di secondi, minuti, ore, data, mese e anno.Fornisce funzioni complete di clock e calendario per registrare accuratamente l'ora e la data.

Precisione dell'orologio: DS1302 utilizza un oscillatore cristallino da 32.768khz per fornire un segnale di clock di riferimento, quindi ha una precisione dell'orologio elevato.Ciò gli consente di fornire informazioni temporali accurate con deviazioni mensili molto piccole.

Funzioni e struttura PIN di DS1302

Nella pinout di DS1302, VCC1 è l'alimentazione di backup, mentre VCC2 è l'alimentazione principale.Il DS1302 garantisce un funzionamento continuo di clock anche quando l'alimentazione principale viene disattivata.Questo chip selezionerà automaticamente il metodo di alimentazione in base alla tensione tra VCC1 e VCC2: quando la tensione di VCC2 è maggiore di VCC1+0,2 V, DS1302 è alimentata da VCC2;Quando la tensione di VCC2 è inferiore a VCC1, è alimentata da VCC1.X1 e X2 sono fonti di oscillazione per oscillatore cristallino da 32,768 khz esterno.RST è la riga di selezione di reset/chip.Quando RST è impostato in alto, avvierà tutti i trasferimenti di dati.Le funzioni di RST includono principalmente due punti: uno è la logica di controllo, che consente l'invio della sequenza dell'indirizzo/comandi nel registro a turni;L'altro è quello di fornire un mezzo per terminare il trasferimento di dati singoli o multi-byte.Durante il processo di trasferimento dei dati, se RST è impostato a basso livello, il trasferimento dei dati verrà terminato e il pin I/O diventerà uno stato ad alta impedenza.Durante il funzionamento di accensione, al fine di garantire che il chip funzioni normalmente, dobbiamo mantenere la prima volta prima che la tensione VCC raggiunga 2,5 V.Allo stesso tempo, RST può essere impostato solo quando SCLK è basso.L'I/O è il terminale di input e output dei dati seriali (bidirezionale).Il metodo di lavoro specifico verrà spiegato in dettaglio in seguito.SCLK è sempre il terminale di input e viene utilizzato per la trasmissione di dati sincrona.

Precauzioni per l'utilizzo di DS1302

• Frequenza dell'orologio di eccitazione: la frequenza di clock di eccitazione di DS1302 dovrebbe essere inferiore a 100kHz per evitare di influenzare il suo normale funzionamento.

• Stabilizzazione della tensione: DS1302 è anche sensibile alla stabilità di tensione dell'alimentazione di ingresso, quindi al sistema deve essere aggiunto un circuito di stabilizzazione della tensione appropriata.

• Temperatura: l'intervallo di lavoro della temperatura di DS1302 è impostato tra 0 ° C e 70 ° C.Se la temperatura dell'ambiente di lavoro supera questo intervallo, può avere effetti negativi sul normale funzionamento di DS1302.

• Intervallo di alimentazione: la normale gamma di tensione operativa di DS1302 è compresa tra 2V e 5,5 V.Se la tensione supera questo intervallo, può causare danni al chip o instabilità di funzionamento a lungo termine.

• Capacità di carico: la capacità di corrente di carico del segnale di uscita DS1302 è limitata.Se le luci a LED esterne e altre apparecchiature hanno un carico grande, il loro normale funzionamento può essere influenzato.

• Anti-static: poiché DS1302 si trova di solito in un ambiente elettrostatico, dobbiamo adottare misure corrispondenti per impedire che venga interferito dall'elettricità statica.Ad esempio, prima dell'uso, dobbiamo collegare il filo di terra e indossare guanti anti-statici appropriati e altre attrezzature.

Introduzione al registro dell'orologio di DS1302

• Registrati 0: il bit più alto è un flag di arresto dell'orologio.È 1 dopo l'arresto e 0 quando si lavora normalmente.Se VCC1 è galleggiante o la batteria è morta, quando torneremo di nuovo la prossima volta, leggi questo bit, questo bit sarà 1. Possiamo usare questo bit per determinare se l'orologio è ancora in esecuzione normalmente dopo che il sistema di microcontroller è scaduto.Le restanti 7 cifre di alto ordine sono le decine delle cifre della seconda e le 4 cifre di basso ordine sono quelle delle cifre della seconda.

• Registrati 1: il bit più alto è inutilizzato.I 3 bit superiori dei restanti 7 bit sono la cifra di decine del minuto e i 4 bit inferiori sono quelli di cifre del minuto.

• Registro 2: se Bit7 è 1, rappresenta il formato di 12 ore e 0 rappresenta il formato di 24 ore;Bit6 è fissato a 0 e Bit5 rappresenta la mattina in formato di 12 ore e 1 rappresenta il pomeriggio.Nel formato 24 ore su 24, è uguale a BIT4.Insieme rappresentano la cifra decana dell'ora e le 4 cifre inferiori rappresentano quelle cifre dell'ora.

• Registrati 3: i 2 bit alti sono fissati a 0, Bit5 e Bit4 sono le cifre decine della data e i 4 bit bassi sono le cifre delle unità della data.

• Registrazione 4: i 3 bit alti sono fissati a 0, Bit4 è la cifra decima del mese e i bit bassi sono quelli che cifre del mese.

• Registrazione 5: i 5 bit superiori sono fissati a 0 e i 3 bit inferiori rappresentano il giorno della settimana.

• Registrati 6: i 4 bit alti rappresentano la cifra decana dell'anno e i bit bassi rappresentano le cifre dell'anno.Si prega di prestare particolare attenzione che 00 a 99 qui si riferisce agli anni 2000-2099.

• Registrati 7: il bit più alto è un bit di protezione da scrittura.Se questo bit è 1, è vietato scrivere dati su qualsiasi altro registro o RAM a 31 byte.Pertanto, questo bit deve essere scritto su 0 prima di scrivere dati.

Come funziona DS1302?

DS1302 è un chip di clock in tempo reale il cui principio di lavoro si basa principalmente sulla combinazione di oscillatore e divisore di frequenza.Il chip ha un oscillatore incorporato da 32.768kHz, che genera un segnale di frequenza stabile attraverso l'oscillazione del cristallo.Questo segnale di frequenza viene quindi diviso per un divisore di frequenza in un impulso di riferimento a tempo 1Hz.Quando si avvia i lavori, DS1302 inizializza i suoi registri interni attraverso il circuito di ripristino di accensione.Successivamente, il DS1302 utilizza un fermo per chiudere l'uscita dell'impulso 1Hz dall'oscillatore nel registro di conteggio interno.Questi registri dei conteggi memorizzano le informazioni temporali attuali in forma BCD (decimale binarie), inclusi anno, mese, giorno, ora, minuto e secondo.Inoltre, DS1302 ha anche una funzione di protezione da scrittura.Può essere messo in modalità di sola lettura impostando il bit del registro di controllo corrispondente, impedendo così operazioni accidentali o modifiche dannose.Per l'affidabilità dei dati, DS1302 memorizza i dati nel registro di conteggio nella SRAM interna (memoria di accesso casuale statico).In caso di interruzione di corrente, il DS1302 passa automaticamente alla modalità di backup della batteria per mantenere la conservazione persistente dei dati.Quando la potenza esterna viene ricollegata, il DS1302 recupera i dati dall'SRAM e li ricarica nel registro di conteggio tramite il fermo, garantendo la continuità e l'accuratezza della funzione dell'orologio.

Circuito di riferimento di DS1302

Il circuito di base di DS1302 è mostrato nella figura sopra.Tra questi, Y2 è un oscillatore cristallino esterno da 32,768 khz, che fornisce una fonte di clock stabile per il chip;P2 è una batteria di backup, garantendo che il chip possa continuare a funzionare dopo che l'alimentazione principale è spento;D1 è un diodo, che svolge un ruolo di conduzione a senso unico, impedendo effettivamente la tensione di alimentazione principale di essere troppo elevata e danneggiare la batteria di backup;R6 funge da resistore di pull-up, che può migliorare la stabilità della trasmissione del segnale.

Come usare DS1302?

I passaggi per utilizzare il DS1302 sono i seguenti:

Connessione hardware: collegare il chip DS1302 al controller principale.DS1302 deve essere collegato all'alimentazione VCC (3,3 V o 5 V), GND (terra) e alla linea di dati (DIO), alla linea di clock (SCLK) e alla linea di reset (RST) del controller principale.

Impostazione dell'orologio: in modalità di lavoro normale, scrivere l'anno corrispondente, il mese, il giorno, i minuti e i secondi dati su DS1302 per impostare l'orologio.Ds

Domande frequenti [FAQ]

1. Che cos'è DS1302?

Il DS1302 è un modulo di clock accurato che contiene un orologio/calendario in tempo reale e 31 byte di RAM statica.La comunicazione con il microcontrollore host è attraverso l'interfaccia seriale I2C.

2. Qual è la differenza tra DS1307 e DS1302?

Il DS1302 comunica tramite una speciale interfaccia a 3 fili utilizzando i tre pin SCLK, I/O (DAT) e CE (RST).Il DS1307 comunica tramite I2C e quindi richiede solo SDA e SCL.

3. Qual è la tensione di alimentazione di DS1302?

Il chip DS1302 è molto efficiente in potenza e può funzionare sulla batteria al litio da 3 V per un massimo di 5 anni.La tensione di alimentazione è 5 V.Il modulo RTC utilizza il protocollo di comunicazione Serial I2C, che rende molto semplice l'interfaccia di questo modulo con il microcontrollore.

4. Qual è la funzione del modulo RTC DS1302?

Questo modulo RTC DS1302 in tempo reale consente di utilizzare il tuo Arduino o MCU per svolgere funzioni correlate all'ora / data come: Avvio di un'attività in una data / ora specifica o di registrare la data / ora di un evento o semplicemente visualizzare l'ora / dataa un utente.