DS3231 Reaaliaikainen kello I2C-tiedonsiirrolla

Mikro-ohjattu laite pystyy varsinkin ihmisen mittakaavassa erittäin tarkkaan aikaohjaukseen, mutta sen "ajassa" pitäminen ja siten käynnissä on kulutuksen kannalta erittäin kallista, joten on yleistä, että käytössä on aikaa vaativa piiri. komponentti, joka pystyy suorittamaan tämän tehtävän itsenäisesti ja säilyttämään erittäin alhaisen kulutuksen, jotta se voi antaa virtaa pienellä akulla pitkään. Näitä laitteita kutsutaan reaaliaikakellot (RTC)

Ulkoinen toimintaeli reaaliaikaisten kellojen käyttäjää (tai piiriä) päin päin. Jos he myös jakavat viestintää, I2C on suosittu suosittujen, voidaan yleistää riittää, kun kuvataan sen hyödyntämistä.

Aivan kuten niillä kaikilla on tyypillinen sovelluspiirikaavio tai vastaava viestintä, niillä on myös pari (suhteellinen) hankaluus. Toisaalta hänen tarkkuus Se on yleensä kohtalainen, sopii ihmismittakaavaiseen käyttöön, mutta vaatii kalibroinnin pysymään hyväksyttävien arvojen sisällä. Ominaisuusarvo on yleensä noin ±5 miljoonasosaa (ppm), joka voi hyvin likimäärin vastata ±5 minuuttia vuodessa; sallittu, jos synkronointiprotokolla on perustettu. Haittapuolena on, että tarkkuus laskee jyrkästi riippuen lämpötilan vaihtelut ja ei ole harvinaista, että se moninkertaistuu 10:llä (tai enemmän) tietyissä olosuhteissa.

Kuten monet muutkin komponentit, reaaliaikakellot tarvitsevat a oskillaattori jolla toimia (vastuussa tarkkuudesta, josta puhuin aiemmin). Oskillaattorin omistaminen ei sinänsä ole haitaksi, vaan se on toinen komponentti lisättäväksi piiriin, joka tarvitsee tilansa tai vaihtoehtoisesti toisen laskelman tehdä koko piirin ylläpitämiseksi tietyllä perustaajuudella.

On muitakin ilmeisempiä haittoja, kuten kulutus ja siksi akun kesto joka säilyttää ajan ja konfiguraation, mikä, koska se on jotain yleisempää (vaikkakin loogisesti epäsäännöllisesti jakautunut), otetaan yleensä huomioon RTC:tä sisältävien laitteiden suunnittelussa, eikä se ole erityinen ongelma.

Tässä artikkelissa kuvaamani reaaliaikainen kello DS3231, ratkaisee ulkoisen oskillaattorin tarpeen ja tarkkuushaitat käyttämällä sisäistä ja tekniikka lämpötilakompensoitu kideoskillaattori (TCXO) Komponentin sisäiseen muistiin tallennettu taulukko määrittää, kuinka aikaa siirretään laitteen lämpötilan ja käyttöajan (iän) perusteella. Tällä tekniikalla saavutetaan teknisten tietojen mukaan ±3.5 ppm tarkkuus teollisuuslämpötila-alueella -40°C - +85°C tai ±2 ppm kaupallisella lämpötila-alueella.

Tyypillisesti reaaliaikaiset kellot sisältävät pienen muisti johon voi säilyttää tavallisia käytössä olevia asioita, kuten pari hälytystuntia. Ei ole myöskään harvinaista, että muita, hieman tarkempia aikasovelluksia varten tarvitaan enemmän muistia, minkä vuoksi sitä yleensä lisätään tyypillisiin sovelluksiin tai jopa sisäisesti joihinkin integroitujen versioihin. Esimerkiksi hän DS3232 Se on sama kuin kyseessä oleva DS3231, mutta 236 tavua SRAM joita myös ylläpidetään, kuten päivämäärä ja kellonaika, laitteen vara-akulla.

Sanoin sen alussa tiedonsiirto piirien välillä (I²C, integroidulle piirille) on yksi suosituimmista ja useimmin esiintyvistä, vaikka on myös totta, että tietyissä asetuksissa viestintä SPI (Serial Peripheral Interface) Ne voivat olla parempi vaihtoehto; Tällaisissa tapauksissa on olemassa vastaavia versioita, esimerkiksi DS3234 suhteessa DS3231:een, jotka korvaavat I²C mukaan SPI.

Al mitata lämpötilaa toiminnan kompensoimiseksi RTC, tätä laitetta voidaan käyttää myös lämpömittarina itse kokoonpanossa. Vaikka sen palauttamat arvot esitetään neljännesasteen välein, sen tarkkuus ei ole kovin hyvä, ±3°C tuoteselosteen mukaan. Ottaen huomioon, että lämpötila mitataan piirilevyltä, samoin kuin komponentit, jotka kuumenevat ilman paljon hallintaa, tämä toimenpide riittää monissa tapauksissa, varsinkin jos kiinnostava on mittaa trendiä eikä vain tarkkaa lämpötilaa hetkessä. Toisaalta lämpötila on aina nähtävissä, mutta se luetaan rekisteristä, joka päivitetään vain 64 sekunnin välein, tarpeeksi osoittamaan kehitystä pitkän ajan kuluessa, ei riitä hetken lämpötilan tuntemiseen.

RTC DS3231 Pinout

Tyypillinen piiri RTC DS3231:n käyttöön