RTC Real-Time Clips Chip - Layunin, Mga Uri at Mga Halimbawa ng Paggamit

Upang maisagawa ang anumang mga gawain na may kaugnayan sa automation, madalas na kailangan mong bilangin ang ilang mga agwat ng oras. Minsan ginagawa ito sa pamamagitan ng pagbibilang ng isang tiyak na bilang ng mga tagal ng mga orasan o mga siklo ng makina.

Gayunpaman, kahit na sinusunod nila ang isang naibigay na dalas at madalas na nakasalalay sa quartz resonator, kapag nagsasagawa ng mga operasyon sa totoong oras, at lalo na kung sila ay nakatali sa oras ng araw, lumilipat sila sa oras. Upang malutas ang problemang ito, gumamit ng real-time clock o RTC chips.

Ano ito

Ang RTC (real time clock, Ruso real-time na orasan) ay isang uri ng microcircuit na inilaan para sa pagbilang ng oras sa mga "real" unit (segundo, minuto, oras, atbp.).

Umaasa ang mga ito sa pinagmulan ng kuryente, na maaaring maging panlabas, sa anyo ng isang maaaring palitan na baterya o isang baterya ng lithium, o isinama sa pabahay ng microcircuit (tingnan ang larawan sa ibaba). Ang mga signal ng orasan para sa pag-uulat ng oras ay maaaring makuha mula sa isang panlabas quartz resonator, at hindi gaanong madalas - mula sa network ng supply ng kuryente.

Ang katumpakan ng pagbasa ay nakasalalay sa kalidad at pag-tono ng katumpakan ng panloob na osileytor o panlabas na crystal osileytor. Kasabay nito, ang kawastuhan ng kuwarts at RTC, ayon sa pagkakabanggit, ay ipinapahiwatig hindi sa hertz at hindi sa porsyento, ngunit sa "ppm", halimbawa ± 12 ppm, ± 50 ppm. Ito ay nakatayo para sa Mga Bahagi ng Milyun-milyon, iyon ay, ang bilang ng mga bahagi bawat milyon ng ilang average na halaga.

Ang mga real-time na orasan ay maaaring ipatupad batay sa mga microcontroller, gayunpaman, ang paggamit ng mga espesyal na chips ay maaaring mabawasan ang pagkonsumo ng kuryente, dahil ang karamihan sa mga microcontroller kahit na sa mode ng pagtulog (o mababang mode ng kuryente) ay kumunsumo ng higit na kapangyarihan kaysa sa mga espesyal na integrated circuit (ICs). Ang mga RTC ay maaari ding isama sa microcontroller mismo (tulad ng sa STM32).

Salamat sa real-time na orasan sa iyong computer na ang oras at petsa matapos itong mai-disconnect mula sa network ay hindi bumaba, sa kasong ito nagtatrabaho sila mula sa baterya ng CR2032 na naka-install sa konektor sa motherboard, pinapakain din nito ang BIOS chip upang ang mga setting na nakalagay sa ito ay hindi mawawala.

Pag-uuri

Ang pag-uuri ng mga chips ng RTC ay maaaring mag-iba mula sa tagagawa hanggang sa tagagawa. Ang pinakakaraniwang real-time na orasan ng mga tagagawa tulad ng: Maxim Integrated at STMicroelectronics. Mayroong mga microchip sa merkado mula sa iba pang mga kumpanya:

• Intersil Corporation (DC Renesas Electronics);

• Cymbet (linya ng EnerChip ™ RTC, natatanging tampok - built-in na solidong baterya ng estado);

• NXP (RTC na may kalendaryo, na sumusuporta sa I2C o SPI protocol)

• Zilog;

• Epson

• SA semiconductor.

Ang Maxim Integrated ay gumagamit ng uri ng control interface bilang pangunahing criterion para sa pag-uuri ng mga RTC chips, lalo na:

1. RTC chips na may isang interface ng interface ng control: I2C, 3-wire, SPI.

2. Sa pamamagitan ng isang parallel control interface:

• na may maraming mga address / data bus;

• may ibinahaging address at data bus;

• na may interface na 1-wire single-wire.

Maaari mo ring pag-uri-uriin ang format ng presentasyon ng data:

• Kalendaryo Sa anyo ng isang template na YY-MM-DD para sa petsa at HH-MM-SS para sa oras, oras at iba pang mga format;

• Binary Sa anyo ng isang tuluy-tuloy na binary counter ng mga yunit ng oras (segundo o kanilang mga praksiyon).

Nakasalalay sa layunin ng microcircuit sa circuit ng aparato at ang uri nito ay napili, kung ang IC na may representasyon sa kalendaryo, ito ay gumaganap bilang isang normal na orasan, at sa kaso ng isang binary, para sa mga aplikasyon tulad ng mga ulat ng mga tagal ng oras, halimbawa, panahon ng validity ng lisensya, panahon ng warranty o mga aparato para sa pagtatala ng isang bagay (halimbawa, mga de-koryenteng metro), halimbawa, sa katalogo ng Maxim Integrated na tinatawag na "Elapsed Time Counter" - ang lumipas na oras ng counter, isang halimbawa ng tulad ng isang IC ay DS1683.

Sa iba pang mga kaso, ang mga real-time na microcircuits ay maaaring maiuri sa pamamagitan ng pag-andar o iba pang mga katangian:

• Ang pagkakaroon ng isang built-in na generator o kinakailangan upang gumamit ng isang panlabas na generator (kuwarts).

• Sa pamamagitan ng pagkakaroon ng isang built-in na mapagkukunan ng kapangyarihan o ang posibilidad ng paggamit ng isang panlabas na baterya.

• Sa pamamagitan ng uri at laki ng mga panloob na memorya ng memorya at komunikasyon kasama ang "labas" na mundo (inilarawan sa itaas).

• Sa pamamagitan ng pagkakaroon ng interface ng phantom (phantom) para sa pag-access sa mga panloob na rehistro ng microcircuit (para sa setting, pagtatakda ng mga mode o mga halaga ng pagbasa).

• Iba pang mga pag-andar: tagapagbantay, alarma, pangalawang exit, control control, kakayahang singilin ang isang panlabas na baterya, atbp.

At sa wakas, maraming mga tagagawa ang naiuri ang kanilang mga aparato ayon sa antas ng pagkonsumo ng enerhiya, sa average, ang kasalukuyang pagkonsumo ng saklaw mula 200 hanggang 1500 nA, ngunit maaaring lumabas sa saklaw na ito depende sa tukoy na IC at tagagawa.

Pagsasanay sa radio ng Amateur

Ang mga real-time na orasan ay madalas na ginagamit kasabay ng naturang tanyag na pag-unlad at prototyping platform bilang pamilya Arduino, at kapag bumubuo ng mga aparato sa anumang iba pang mga microcontroller, pati na rin Mga microcomputers ng pamilya na Raspberry Pi at pareho.

Ngayon, ang industriya ay gumagawa ng mga module na may RTC, sa anyo ng isang hiwalay na nakalimbag na circuit board o kalasag. Ang bentahe ng ganitong uri ng mga module ay hindi na kailangang maikalat ang board at i-unsolder ang microcircuit, harness, may hawak ng baterya at iba pa.

Maginhawa silang gamitin kapwa para sa mga yari na aparato at sa mga pangungutya - maaari mong gamitin ang mga jumper na may mga plug at mga konektor na Dupont-type, kung nag-install ka ng isang suklay sa module upang ikonekta ang mga ito, o ang nagbebenta ng mga wire nang direkta sa mga nickles sa board (tingnan - Mga tip para sa mabilis na pag-iipon ng mga board ng circuit sa mga breadboard).

Kabilang sa mga tagagawa ng arduino at modernong homemade, ang pinaka-malawak na ginagamit ay ang Maxim Integrated real-time na mga microcircuits at modyul batay sa mga ito, lalo na:

• DS1302;

• DS1307;

• DS3231.

Ang kanilang pagkakaiba ay ipinapakita sa talahanayan sa ibaba.

Tulad ng nakikita mo, ang lahat ng ito ay nakikipag-usap sa microcontroller sa pamamagitan ng I2C bus, at sa DS1302 sa pamamagitan ng SPI, bagaman ang datasheet ay nagsasabing "isang simpleng 3-wire serial interface na angkop para sa karamihan sa mga microcontroller." At maaari itong kumonekta hindi lamang hanggang 10-13 Pins ng Arduinokung saan itinalaga ang mga pin ay SPI, ngunit sa iba pa na naka-install sa sketch, ang mga circuit ay magiging mas mababa. Ang mga Datashits para sa mga IC na ito kasama ang lahat ng mga teknikal na data ay naka-attach sa artikulo.

Mga Datasheet para sa real-time chips:

• DS1302

• DS1307

• DS1307 (sa Russian)

• DS3231

Sinusuportahan ng Arduino UNO pareho ang mga protocol na ito, na makikita mo sa diagram sa ibaba (minarkahan ng lila at kulay abo para sa SPI at I2C, ayon sa pagkakabanggit).

Tulad ng piyong Raspberry.

Nangangahulugan ito na maaari mong gamitin ang alinman sa mga modyul na ito mula sa bawat platform. Maaari mong makita ang mga panlabas na pagkakaiba ng mga module sa ilustrasyon sa ibaba, ngunit ang layout ng board ay maaaring magkakaiba, tingnan ang pagmamarka ng IC.

Upang ang Arduino ay gumana sa RTC, kailangan mo ng isang aklatan, ngunit dahil wala ito sa karaniwang pakete ng Arduino IDE, kailangan mong i-download ito. Mayroong mga aklatan sa network para sa bawat isa sa mga isinasaalang-alang na mga IC, at may mga unibersal na aklatan na maaari mong piliin at kung alin ang magiging mas maginhawa para sa iyo na magpasya.

Naka-attach ang Universal library - iarduino_rtc.zip. Tandaan na ang uri ng IC ay manu-manong nakalagay sa loob nito, at para sa DS1302 ang mga konklusyon kung saan ito ay konektado:

isama ang // Ikonekta ang library
oras ng iarduino_RTC (RTC_DS3231); // Lumikha ng isang object ng oras para sa DS3231 IC
oras ng iarduino_RTC (RTC_DS1307); // PARA SA DS1307
oras ng iarduino_RTC (RTC_DS1302, RST, CLK, DAT); // para sa DS1302.
// Sa halip na RST, CLK at DAT, ang bilang ng mga arduino pin,
// kung saan konektado ang kaukulang mga pin ng module ng orasan

Diagram para sa DS1302, sa sandaling muling isipin na ang mga konklusyon ay maaaring magkaiba:

Ngunit ang linya ng data na DS1307 at DS3231 ay konektado lamang sa mga pin ng A5 at A4 Arduino UNO (para sa iba pang mga pagbabago at bersyon ng board, tingnan ang pinout).

Konklusyon

Pinapayagan ka ng mga real-time na orasan na gumawa ka ng mga proyekto kung saan dapat magsimula ang anumang mga proseso sa isang iskedyul. Sa halos anumang medyo kumplikadong proyekto para sa praktikal na paggamit mayroong ganoong pangangailangan; hindi mahalaga kung ito ay isang awtomatikong sistema ng pagtutubig para sa mga halaman o isang sistema ng control control sa paggawa.

Dahil sa mababang halaga ng mga bahagi at ang pagiging simple ng pagkonekta at pagprograma, ang sinuman ay maaari na ngayong ipatupad ang mga nasabing mga sistema nang walang kahit na pagkakaroon ng malalim na kaalaman sa mga electronics at microcontroller. Ngunit hindi ito nangangahulugan na dahil mayroong arduino na may likas na pagiging simple, kung gayon hindi na kailangang pag-aralan ang software at hardware. Sa kabilang banda, ang kaalaman sa istraktura ng bakal at code ay magbibigay-daan sa iyo upang makagawa ng mas mabilis at mas kumplikadong mga programa, na sa parehong oras ay tumagal ng mas kaunting puwang.