DS3231 reaalajas kell I2C sidega

Mikrojuhitav seade on võimeline väga täpselt ajajuhtimiseks, eriti inimese mõõtkavas, kuid selle "õigel ajal" hoidmine ja seetõttu töös hoidmine on tarbimise mõttes väga kulukas, mistõttu on tavaline, et on aega nõudev ahel. komponent, mis suudab seda ülesannet autonoomselt täita ja säilitada väga madala energiatarbimise, et saaks seda väikese akuga pikka aega toita. Neid seadmeid nimetatakse reaalajas kellad (RTC)

Väline toimiminest reaalajakellade kasutaja (või vooluringi) poole vaatamine on väga sarnane. Kui nad jagavad ka suhtlust, on I2C populaarne populaarsete, saab üldistada selle kasutamise kirjeldamisel piisab.

Nii nagu neil kõigil on tüüpiline rakenduse vooluringi skeem või sarnane suhtlus, on neil ka paar (suhtelist) ebamugavused. Ühelt poolt tema täpsus Tavaliselt on see mõõdukas, sobib kasutamiseks inimeste mastaabis, kuid vajab kalibreerimist, et jääda vastuvõetavate väärtuste piiresse. Iseloomulik väärtus on tavaliselt umbes ±5 miljondikosa (ppm), mis võib väga ligikaudselt vastata ±5 minutile aastas; vastuvõetav, kui on loodud sünkroonimisprotokoll. Puuduseks on see, et täpsus langeb järsult sõltuvalt temperatuuri kõikumised ja pole harvad juhud, kui see teatud asjaoludel korrutatakse 10-ga (või enamaga).

Nagu paljud teised komponendid, vajavad reaalajas kellad a ostsillaator millega töötada (vastutab täpsuse eest, millest ma enne rääkisin). Ostsillaatori olemasolu ei ole iseenesest ebamugav, vaid see on veel üks komponent, mis ahelasse lisada, mis vajab oma ruumi või alternatiivselt teist arvutust teha, et säilitada kogu vooluring teatud baassagedusega.

On ka muid ilmsemaid puudusi, nagu tarbimine ja seetõttu aku tööiga mis säilitab aja ja konfiguratsiooni, mida, kuna see on midagi universaalsemat (kuigi loogiliselt ebaregulaarselt jaotatud), võetakse tavaliselt arvesse RTC-d sisaldavate seadmete projekteerimisel ja see ei ole konkreetne probleem.

Reaalajas kell, mida selles artiklis kirjeldan, on DS3231, lahendab vajaduse välise ostsillaatori järele ja täpsuse puudused, kasutades sisemist ja tehnoloogia temperatuuriga kompenseeritud kristallostsillaator (TCXO) Komponendi sisemällu salvestatud tabel määrab, kuidas aega nihutada seadme temperatuuri ja tööaja (vanuse) alusel. Selle tehnikaga saavutatakse vastavalt andmelehele täpsus ±3.5 ppm tööstuslikus temperatuurivahemikus -40°C kuni +85°C või ±2 ppm kaubanduslikus temperatuurivahemikus.

Tavaliselt sisaldavad reaalajas kellad väikest mälu kuhu salvestada tavalised kasutuses olevad asjad, näiteks paar äratustundi. Samuti pole haruldane, et muude, mõnevõrra spetsiifilisema aja rakenduste jaoks on vaja rohkem mälu, mistõttu lisatakse see tavaliselt tüüpilistes rakendustes või isegi sisemiselt mõnes integreeritud versioonis. Näiteks tema DS3232 See on sama, mis kõnealune DS3231, kuid 236 baiti SRAM mida (nt kuupäeva ja kellaaega) säilitatakse ka seadme varuaku abil.

Ma ütlesin alguses, et side vooluringide vahel (I²C, integreeritud vooluahela jaoks) on üks populaarsemaid ja kõige sagedamini esinevaid, kuigi on ka tõsi, et teatud seadetes on side SPI (Serial Peripheral Interface) Need võivad olla parem alternatiiv; Sellistel juhtudel on olemas samaväärsed versioonid, näiteks DS3234 ja DS3231, mis asendavad I²C poolt SPI.

Al temperatuuri mõõta töötamise kompenseerimiseks RTC, saab seda seadet kasutada ka koostu enda termomeetrina. Kuigi selle tagastatavad väärtused on esitatud veerandkraadiste intervallidega, selle täpsus pole kuigi hea, ±3°C vastavalt andmelehele. Arvestades, et temperatuuri mõõdetakse trükkplaadilt koos komponentidega, mis kuumenevad ilma suurema kontrollita, see meede on piisav paljudel juhtudel, eriti kui huvitav on trendi mõõta ja mitte ainult täpne temperatuur hetkega. Teisest küljest on temperatuur alati saadaval, kuid seda loetakse registrist, mida värskendatakse ainult iga 64 sekundi järel, piisavalt, et näidata arengut pika aja jooksul, ei piisa hetke temperatuuri teadasaamiseks.

RTC DS3231 Pinout

Tüüpiline vooluahel RTC DS3231 kasutamiseks