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PCF8563 CLOCK CHIP: analisi dettagliata delle sue funzioni e integrazione del sistema incorporato

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Introduzione a PCF8563

PCF8563 è un chip di clock multifunzione di livello industriale con funzione di interfaccia bus I2C integrata prodotta da Philips, con un consumo di energia estremamente basso.Il chip integra una varietà di funzioni di allarme, funzioni del timer, funzioni di uscita dell'orologio e funzioni di output di interruzione.Può completare vari servizi di temporizzazione complessi e fornire funzioni di cane da guardia per il microcontrollore.Grazie alle sue eccellenti prestazioni e prestazioni estremamente elevate, PCF8563 è stato ampiamente utilizzato in prodotti come telefoni, fax, contatori d'acqua, contatori di gas, contatori di elettricità, strumenti portatili e strumenti a batteria.

Alternative ed equivalenti

• SI5216-A2-GTR

• SI5216-B3-GM2R

• SI5216-B3-GTR

• SI52138-A16AGMR

Caratteristiche di PCF8563

• Flag del secolo

• Rilevatore di tensione-bassa

• Funzioni di allarme e timer

• Ripristino di accensione interna

• Pin di interrupt di scarico aperto

• Capacità integrata dell'oscillatore

• Indirizzo slave i2c-bus: leggi A3H e scrivi A2H

• Ampia intervallo di tensione di alimentazione operativa: da 1,0 a 5,5 V.

• Interfaccia I2C-bus a due fili da 400 kHz (a VDD = 1,8 a 5,5 V)

• corrente di bassa bassa backup;Tipico 0,25 µA a VDD = 3,0 V e temp = 25 ° C

• Output di clock programmabile per dispositivi periferici (32,768 kHz, 1,024kHz, 32 Hz e 1 Hz)

• Fornisce anno, mese, giorno, giorni feriali, ore, minuti e secondi basati su cristallo di quarzo da 32,768 kHz

Funzioni principali di PCF8563

Modalità funzione timer

Il timer di PCF8563 è un timer per il conto alla rovescia, che è efficace quando TE = 1.Il valore del conto alla rovescia è determinato dal numero binario nel registro OFH.Quando il valore del conto alla rovescia raggiunge 00, il bit TF verrà impostato su 1. Se E = 1 è impostato contemporaneamente, quando TF è impostato su 1, genererà un segnale di interrupt sul pin /int.Il segnale di interrupt è attivo a basso livello, simile all'interrupt di allarme.

Il segnale di interruzione del timer di PCF8563 ha due modalità, che sono controllate dal bit T/TP.Quando è impostato TI/TP = 0, il segnale di interrupt è lo stesso del segnale di interrupt di allarme, entrambi in modalità di basso livello.Al momento, il segnale di interrupt può essere cancellato impostando TF = 0.Quando TI/TP = 1, il segnale di interruzione è in modalità impulso e la sua larghezza di basso livello di impulso è di circa 15 ms.In questa modalità, l'impatto del bit TF è trascurabile.Si può vedere che il legame è equivalente al bit di controllo abilitato interrupt a tempo nel microcontrollore e TF è equivalente al flag delle applicazioni di interrupt a tempo.Vale la pena notare che la funzione del timer e la funzione di allarme possono essere efficaci allo stesso tempo.

Modalità funzione di allarme

PCF8563 ha quattro modalità di allarme, ovvero allarme orario, allarme giornaliero, allarme mensile e allarme settimanale.Quando si verifica un allarme, il bit AF cambierà in 1. Per rendere efficace la funzione di allarme, dobbiamo impostare il bit più alto del registro di allarme corrispondente su 0. Se aie = 1 è impostato contemporaneamente, genereràUn segnale di interrupt a basso livello attivo sul pin /int mentre AF è impostato su 1. La via per cancellare il segnale di interrupt consente di cancellare il bit AF attraverso il software.Si può vedere che AIE è equivalente al bit di controllo abilitato interrupt nel microcontrollore, mentre la FA è equivalente al flag delle applicazioni di interrupt.

Diagramma a blocchi di PCF8563

Come funziona PCF8563?

PCF8563 ha 16 registri a 8 bit.Questi registri includono un registro di indirizzi a incrementazione automatica, un oscillatore da 32.768kHz integrato (con un condensatore integrato), un divisore di frequenza (che fornisce l'orologio di origine per l'orologio in tempo reale RTC)Allarme, un rilevatore Browneut e un'interfaccia del bus i2C da 400kHz.

Tutti i 16 registri sono progettati come registri paralleli a 8 bit indirizzabili, ma non tutti i bit hanno funzioni reali.Tra questi, i primi due registri (indirizzi di memoria 00 e 01h) sono usati rispettivamente come registri di controllo e registri di stato;Gli indirizzi di memoria da 02H a 08H vengono utilizzati per i contatori di clock;Gli indirizzi da 09H a 0CH sono registri di allarme, utilizzati per definire le condizioni di allarme;Indirizzo 0DH Controllare la frequenza di uscita del pin clkout;e gli indirizzi 0eh e 0fh vengono utilizzati rispettivamente per il registro di controllo del timer e il registro timer.Il formato di codifica dei secondi, minuti, ore, giorni, mesi, anni e minuti di allarme, allarme orario e registri di allarme diurni è BCD;Mentre il giorno della settimana e i registri di allarme nei giorni feriali non sono codificati nel formato BCD.Quando viene letto il registro RTC, il contenuto di tutti i contatori viene bloccato per garantire che non si verifichi alcuna lettura errata del chip del calendario dell'orologio durante la trasmissione.

Circuito dell'applicazione di PCF8563

Il circuito dell'applicazione PCF8563 include principalmente un circuito di clock, un circuito di alimentazione di connessione chip e un circuito di collegamento del bus I2C.

Innanzitutto, il circuito di clock utilizza un oscillatore di cristalli esterno come fonte di frequenza principale per garantire un calcolo e una visualizzazione del tempo accurati.La frequenza dell'oscillatore può essere regolata secondo necessità e selezionando la frequenza appropriata, ad esempio, utilizzando un circuito di inverter, è possibile realizzare la visualizzazione di unità di tempo diverse come secondi, minuti, ore, giorni, mesi e anni.

In secondo luogo, il chip è collegato a circuiti di alimentazione, tra cui energia della batteria e energia esterna in due modi.L'energia della batteria consente al PCF8563 di continuare a funzionare senza energia esterna per mantenere un tempo e una data accurati.L'alimentazione esterna viene quindi utilizzata per alimentare e caricare il chip.Esiste anche un circuito del regolatore di tensione per garantire che il chip sia in grado di funzionare correttamente di fronte alle fluttuazioni di tensione.

Infine, il circuito di connessione del bus I2C viene utilizzato per collegare PCF8563 al dispositivo di controllo principale.Poiché il PCF8563 adotta il protocollo di comunicazione del bus I2C, il dispositivo di controllo principale può realizzare la trasmissione dei dati con PCF8563 tramite il bus I2C, completando così più funzioni come ottenere l'ora e la data e l'impostazione della sveglia.Il circuito di connessione del bus I2C è composto principalmente dalla linea di clock SCL e dalla linea di dati SDA.Il segnale viene filtrato e stabilizzato collegando resistori e condensatori appropriati per garantire l'affidabilità e l'accuratezza della trasmissione dei dati.

Valori limitanti di PCF8563

In conformità con il sistema di rating massimo assoluto (IEC 60134).

Come viene utilizzato PCF8563 nei sistemi incorporati?

L'applicazione di PCF8563 nel sistema incorporato prevede principalmente la connessione hardware e l'impostazione del software.Prima di tutto, in termini di connessione hardware, dobbiamo collegare correttamente il modulo PCF8563 con la scheda di sviluppo del microcontrollore.Poiché il modulo PCF8563 è dotato di un'interfaccia I2C, dobbiamo collegare i pin SDA (linea di dati) e SCL (linea di clock) del modulo ai pin corrispondenti sulla scheda di sviluppo MCU.Inoltre, per garantire il funzionamento stabile del modulo, dobbiamo anche assicurarci che le linee di potenza e terra siano collegate correttamente per fornire una tensione operativa stabile.

In secondo luogo, in termini di configurazione del software, dobbiamo prima assicurarci che l'ambiente di sviluppo applicabile sia stato installato sulla scheda di sviluppo MCU e che il bus I2C sia stato configurato correttamente.A seconda della scheda di sviluppo e del linguaggio di programmazione utilizzato, potremmo anche aver bisogno di installare le librerie o i driver appropriati.Quando si scrive il codice, possiamo utilizzare funzioni o comandi appropriati per leggere le informazioni sull'ora e la data dal modulo di clock in tempo reale PCF8563 e visualizzarlo sul monitor seriale o un altro dispositivo di output del sistema incorporato.

Domande frequenti [FAQ]

1. Qual è l'indirizzo I2C di PCF8563?

L'indirizzo di scrittura I2C PCF8563 è 0xa2 e l'indirizzo di lettura è 0xa3.

2. PCF8563 è adatto per applicazioni a bassa potenza?

Sì, PCF8563 è progettato per un basso consumo di energia, rendendolo adatto per dispositivi alimentati a batteria e altre applicazioni in cui l'efficienza dell'alimentazione è importante.

3. Quali sono le caratteristiche principali di PCF8563?

Le funzionalità PCF8563 includono orologio/calendario in tempo reale, funzioni di allarme, compensazione automatica per anni di salto e mesi con meno di 31 giorni e basso consumo di energia.

4. Che cos'è PCF8563?

Il PCF8563 è un orologio in tempo reale CMOS (RTC) e un calendario ottimizzato per un basso consumo di energia.Vengono inoltre forniti un'uscita di clock programmabile, output di interruzione e rivelatore di tensione-bassa.Tutti gli indirizzi e i dati vengono trasferiti in serie tramite un I²C bidirezionale a due righe.