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DS1302: fonction PIN, principe de fonctionnement et utilisation

Catalogue

Présentation DS1302

DS1302 est une puce d'horloge en temps réel haute performance et à faible puissance produite par l'American Dallas Company.Il a intégré 31 octets de RAM statique et communique avec le CPU via l'interface SPI à trois fils.Cette puce prend en charge le mode Burst et peut transmettre plusieurs octets de signaux d'horloge et de données RAM en même temps.La fonction d'horloge en temps réel fournit des informations secondes, minutes, heures, jour, semaine, mois et année.Lorsque le nombre de jours dans le mois est inférieur à 31 jours, il peut automatiquement s'ajuster et a une fonction de compensation de l'année de saut.DS1302 a une large plage de tension de fonctionnement et peut fonctionner entre 2,5 et 5,5 V.Il adopte un système d'alimentation double, y compris l'alimentation principale et l'alimentation de secours, et permet de définir la méthode de charge de l'alimentation de sauvegarde, ayant ainsi la possibilité de charger l'alimentation de sauvegarde avec un courant de filet.

Alternatives et équivalents:

• DS1302 +

• DS1302N

• DS1302

Caractéristiques de DS1302

DS1302 a les caractéristiques clés suivantes:

Faible conception de consommation d'énergie: la puce adopte une conception à faible consommation d'énergie, il peut donc fournir un temps d'exécution long lorsqu'il est alimenté par la batterie.

Fonction de rétention des données: DS1302 a une fonction de rétention des données, ce qui signifie que les données d'horloge et de calendrier peuvent toujours être maintenues même lorsque la puissance est coupée, garantissant ainsi la fiabilité et la continuité des données.

Interface simplifiée: DS1302 communique avec un microcontrôleur ou d'autres dispositifs externes via une interface série (2 fils ou 3 fils).Cette interface simplifiée facilite l'intégration avec d'autres systèmes pour implémenter la fonctionnalité d'horloge en temps réel.

Horloge et fonctions de calendrier: DS1302 peut suivre les secondes, les minutes, les heures, la date, le mois et l'année.Il fournit des fonctions d'horloge et de calendrier complètes pour enregistrer avec précision l'heure et la date d'enregistrement.

Précision d'horloge: DS1302 utilise un oscillateur en cristal de 32,768 kHz pour fournir un signal d'horloge de référence, il a donc une précision d'horloge élevée.Cela lui permet de fournir des informations de temps précises avec de très petits écarts mensuels.

Fonctions PIN et structure de DS1302

Dans le brochage de DS1302, VCC1 est l'alimentation de secours, tandis que VCC2 est la principale alimentation.Le DS1302 garantit un fonctionnement en horloge continu même lorsque l'alimentation principale est désactivée.Cette puce sélectionnera automatiquement la méthode d'alimentation en fonction de la tension entre VCC1 et VCC2: lorsque la tension de VCC2 est supérieure à VCC1 + 0,2V, DS1302 est alimentée par VCC2;Lorsque la tension de VCC2 est inférieure à VCC1, elle est alimentée par VCC1.X1 et X2 sont des sources d'oscillation pour l'oscillateur en cristal externe 32,768 kHz.RST est la ligne de sélection de réinitialisation / puce.Lorsque RST est défini, il commencera tous les transferts de données.Les fonctions de RST incluent principalement deux points: l'une est la logique de contrôle, qui permet d'envoyer la séquence d'adresse / commande dans le registre de décalage;L'autre consiste à fournir un moyen de mettre fin à un transfert de données unique ou multi-octets.Pendant le processus de transfert de données, si le premier est réglé à bas niveau, le transfert de données sera terminé et la broche d'E / S deviendra un état d'impédance élevé.Pendant le fonctionnement de mise sous tension, afin de garantir que la puce fonctionne normalement, nous devons garder le premier bas avant que la tension VCC n'atteigne 2,5 V.Dans le même temps, le premier ne peut être réglé haut que lorsque SCLK est faible.Les E / S sont la borne d'entrée et de sortie des données série (bidirectionnelle).La méthode de travail spécifique sera expliquée en détail plus tard.SCLK est toujours le terminal d'entrée et est utilisé pour la transmission de données synchrones.

Précautions pour l'utilisation de DS1302

• Fréquence de l'horloge d'excitation: La fréquence de l'horloge d'excitation de DS1302 doit être inférieure à 100 kHz pour éviter d'inclinter son fonctionnement normal.

• Stabilisation de tension: DS1302 est également sensible à la stabilité de tension de l'alimentation d'entrée, de sorte qu'un circuit de stabilisation de tension approprié doit être ajouté au système.

• Température: La plage de travail de la température de DS1302 est réglée entre 0 ° C et 70 ° C.Si la température de l'environnement de travail dépasse cette plage, elle peut avoir des effets néfastes sur le fonctionnement normal de DS1302.

• Plage d'alimentation: la plage de tension de fonctionnement normale de DS1302 est comprise entre 2 V et 5,5 V.Si la tension dépasse cette plage, elle peut entraîner des dommages aux puces ou une instabilité de fonctionnement à long terme.

• Capacité de charge: la capacité de courant de charge du signal de sortie DS1302 est limitée.Si les lumières LED externes et les autres équipements ont une charge importante, leur fonctionnement normal peut être affecté.

• Antistatique: Étant donné que DS1302 est généralement dans un environnement électrostatique, nous devons prendre des mesures correspondantes pour éviter qu'il ne soit interféré par l'électricité statique.Par exemple, avant utilisation, nous devons connecter le fil de terre et porter des gants antistatiques appropriés et d'autres équipements.

Introduction au registre d'horloge de DS1302

• Registre 0: Le bit le plus élevé CH est un drapeau d'arrêt d'horloge.Il est 1 après l'arrêt et 0 lorsque vous travaillez normalement.Si VCC1 est flottant ou si la batterie est morte, lorsque nous allons à nouveau la prochaine fois, lisez ce bit, alors ce bit sera 1. Nous pouvons utiliser ce bit pour déterminer si l'horloge est toujours en cours d'exécution après que le système de microcontrôleur soit éteint.Les 7 chiffres d'ordre élevé restants sont les dizaines de chiffres de la seconde, et les 4 chiffres de faible ordre sont ceux de la seconde.

• Registre 1: Le bit le plus élevé n'est pas utilisé.Les 3 bits supérieurs des 7 bits restants sont le chiffre des dizaines de la minute, et les 4 bits inférieurs sont le chiffre de la minute.

• Registre 2: Si Bit7 est 1, il représente le format de 12 heures et 0 représente le format 24 heures sur 24;Bit6 est fixé à 0, et Bit5 représente le matin au format 12 heures, et 1 représente l'après-midi.Au format 24 heures sur 24, c'est la même chose que Bit4.Ensemble, ils représentent le chiffre des dizaines de l'heure, et les 4 chiffres inférieurs représentent le chiffre de l'heure.

• Registre 3: Les 2 bits élevés sont fixés à 0, Bit5 et Bit4 sont les chiffres des dizaines de la date, et les 4 bits bas sont les chiffres des unités de la date.

• Registre 4: Les 3 bits élevés sont fixés à 0, Bit4 est le chiffre des dizaines du mois, et les 4 bits bas sont ceux du mois.

• Registre 5: Les 5 bits supérieurs sont fixés à 0 et les 3 bits inférieurs représentent le jour de la semaine.

• Registre 6: Les 4 bits hauts représentent le chiffre des dizaines de l'année, et les 4 bits représentent ceux de l'année.Veuillez prêter une attention particulière que 00 à 99 se réfère ici aux années 2000 à 2099.

• Enregistrer 7: Le bit le plus élevé est un bit de protection en écriture.Si ce bit est 1, rédiger des données à un autre registre ou à la RAM de 31 octets est interdite.Par conséquent, ce bit doit être écrit à 0 avant d'écrire des données.

Comment fonctionne DS1302?

DS1302 est une puce d'horloge en temps réel dont le principe de travail est principalement basé sur la combinaison de l'oscillateur et du diviseur de fréquence.La puce a un oscillateur intégré de 32,768 kHz, qui génère un signal de fréquence stable par l'oscillation du cristal.Ce signal de fréquence est ensuite divisé par un diviseur de fréquence en une impulsion de référence à temps 1 Hz.Lors du début du travail, DS1302 initialise ses registres internes via le circuit de réinitialisation de puissance.Ensuite, le DS1302 utilise un verrou pour verrouiller la sortie d'impulsion 1Hz de l'oscillateur dans le registre du nombre interne.Ces registres de comptage stockent les informations sur le temps actuelles en BCD (décimal codé binaire), y compris l'année, le mois, le jour, l'heure, la minute et le deuxième.De plus, DS1302 a également une fonction de protection en écriture.Il peut être mis en mode en lecture seule en définissant le bit de registre de contrôle correspondant, empêchant ainsi un fonctionnement accidentel ou des modifications malveillantes.Pour la fiabilité des données, DS1302 stocke les données dans le registre de comptage dans le SRAM interne (mémoire d'accès aléatoire statique).En cas de panne de courant, le DS1302 passe automatiquement en mode de sauvegarde pour maintenir le stockage persistant des données.Lorsque la puissance externe est reconnectée, le DS1302 récupère les données du SRAM et le recharge dans le registre de comptage via le verrou, assurant la continuité et la précision de la fonction d'horloge.

Circuit de référence de DS1302

Le circuit de base de DS1302 est illustré dans la figure ci-dessus.Parmi eux, Y2 est un oscillateur en cristal externe de 32,768 kHz, qui fournit une source d'horloge stable pour la puce;P2 est une batterie de sauvegarde, garantissant que la puce peut continuer à fonctionner après que l'alimentation principale soit éteinte;D1 est une diode, qui joue un rôle de conduction à sens unique, empêchant efficacement la principale tension d'alimentation d'être trop élevée et endommageant la batterie de secours;R6 sert de résistance de traction, ce qui peut améliorer la stabilité de la transmission du signal.

Comment utiliser DS1302?

Les étapes pour utiliser le DS1302 sont les suivantes:

Connexion matérielle: connectez la puce DS1302 au contrôleur principal.DS1302 doit être connecté à VCC (alimentation 3.3 V ou 5V), GND (terre) et à la ligne de données (DIO), à la ligne d'horloge (SCLK) et à la ligne de réinitialisation (RST) du contrôleur maître.

Réglage de l'horloge: En mode de travail normal, écrivez l'année, le mois, le jour, l'heure, les minutes et les secondes correspondants à DS1302 pour définir l'horloge.Ds

Questions fréquemment posées [FAQ]

1. Qu'est-ce que DS1302?

Le DS1302 est un module d'horloge précis qui contient une horloge / calendrier en temps réel et 31 octets de RAM statique.La communication avec le microcontrôleur hôte est via l'interface I2C série.

2. Quelle est la différence entre DS1307 et DS1302?

Le DS1302 communique via une interface spéciale à 3 fils à l'aide des trois broches SCLK, E / S (DAT) et CE (RST).Le DS1307 communique via I2C et ne nécessite donc que SDA et SCL.

3. Quelle est la tension d'alimentation de DS1302?

La puce DS1302 est très économe en puissance et peut fonctionner sur la batterie au lithium 3V jusqu'à 5 ans.La tension d'alimentation est de 5V.Le module RTC utilise le protocole de communication I2C série, ce qui facilite l'interfaçage de ce module avec le microcontrôleur.

4. Quelle est la fonction du module RTC DS1302?

Ce module RTC DS1302 en temps réel vous permet d'utiliser votre arduino ou MCU pour effectuer des fonctions liées à l'heure / date telles que: démarrer une tâche à une date / heure spécifique ou enregistrer la date / heure d'un événement ou simplement afficher l'heure / dateà un utilisateur.