Zegar czasu rzeczywistego DS3231 z komunikacją I2C
Urządzenie mikrosterowane jest w stanie bardzo precyzyjnie kontrolować czas, szczególnie w skali ludzkiej, ale utrzymywanie go „na czas”, a co za tym idzie, jego działanie jest bardzo kosztowne pod względem zużycia, dlatego powszechne jest posiadanie obwodu wymagającego czasu. komponent zdolny do samodzielnego wykonania tego zadania i utrzymujący bardzo niskie zużycie energii, aby móc go zasilać małą baterią przez długi czas. Urządzenia te nazywane są zegary czasu rzeczywistego (RTC)
Obsługa zewnętrzna, czyli skierowane do użytkownika (lub obwodu) zegary czasu rzeczywistego są bardzo podobne. Jeśli dzielą się także komunikacją, I2C jest popularne wśród popularnych, można uogólnić wystarczy opisać jego eksploatację.
Tak jak wszystkie mają wspólny schemat obwodu aplikacji lub podobną komunikację, mają także wspólną parę (względnych) niedogodności. Z jednej strony jego Precyzja Zwykle jest umiarkowany, odpowiedni do stosowania na skalę ludzką, ale wymaga kalibracji, aby mieścić się w akceptowalnych wartościach. Wartość charakterystyczna wynosi zwykle około ± 5 części na milion (ppm), co w przybliżeniu może odpowiadać ± 5 minutom rocznie; dopuszczalne, jeśli ustanowiony zostanie protokół synchronizacji. Wadą jest to, że precyzja gwałtownie spada w zależności od wahania temperatury i nierzadko w pewnych okolicznościach mnoży się przez 10 (lub więcej).
Podobnie jak wiele innych komponentów, zegary czasu rzeczywistego wymagają: oscylator z jakim ma działać (odpowiada za precyzję, o której mówiłem wcześniej).Nie chodzi o to, że posiadanie oscylatora samo w sobie jest niedogodnością, ale będzie to kolejny element do dodania do obwodu, który będzie potrzebował jego miejsca lub alternatywnie innych obliczeń co zrobić, aby utrzymać cały obwód na określonej częstotliwości podstawowej.
Istnieją inne, bardziej oczywiste wady, takie jak zużycie i dlatego żywotność baterii który utrzymuje czas i konfigurację, co ze względu na to, że jest czymś bardziej uniwersalnym (choć logicznie nieregularnie rozłożonym) jest zwykle brane pod uwagę przy projektowaniu urządzeń zawierających RTC i nie stanowi specyficznego problemu.
Zegar czasu rzeczywistego, który opisuję w tym artykule, tzw DS3231, rozwiązuje potrzebę stosowania zewnętrznego oscylatora i wady precyzji poprzez użycie wewnętrznego i technologia oscylator kwarcowy z kompensacją temperatury (TCXO) Tabela przechowywana w wewnętrznej pamięci komponentu określa sposób przesunięcia czasu w oparciu o temperaturę i czas pracy (wiek) urządzenia. Dzięki tej technice, zgodnie z kartą katalogową, osiągana jest dokładność ±3.5 ppm w przemysłowym zakresie temperatur od -40°C do +85°C lub ±2 ppm w komercyjnym zakresie temperatur.
Zazwyczaj zegary czasu rzeczywistego zawierają małą pamięci w którym można przechowywać często używane rzeczy, na przykład kilka godzin budzenia. Nierzadko potrzeba więcej pamięci dla innych, nieco bardziej specyficznych aplikacji czasowych, dlatego zwykle jest ona dodawana w typowych aplikacjach lub nawet wewnętrznie w niektórych wersjach aplikacji zintegrowanych. Na przykład on DS3232 Jest taki sam jak omawiany DS3231, ale ma 236 bajtów SRAM które, podobnie jak data i godzina, są również utrzymywane przy użyciu baterii zapasowej urządzenia.
Powiedziałem to na początku komunikacja między obwodami (I2C, dla układu scalonego) jest jednym z najpopularniejszych i najczęściej występujących, chociaż prawdą jest również, że w niektórych sytuacjach komunikacja SPI (szeregowy interfejs peryferyjny) Mogą być lepszą alternatywą; W takich przypadkach istnieją wersje równoważne, na przykład DS3234 w odniesieniu do DS3231, które zastępują I2C przez SPI.
Al zmierzyć temperaturę aby zrekompensować działanie RTC, to urządzenie może być również używane jako termometr w samym zespole. Choć zwracane przez niego wartości prezentowane są w odstępach ćwierćstopniowych, jego precyzja nie jest zbyt dobra, ±3°C zgodnie z kartą katalogową. Biorąc pod uwagę, że temperatura będzie mierzona na płytce drukowanej wraz z nagrzewaniem się podzespołów bez większej kontroli, środek ten jest wystarczający w wielu przypadkach, zwłaszcza jeśli to, co jest interesujące, jest zmierzyć trend a nie tylko dokładną temperaturę w jednej chwili. Natomiast temperatura jest zawsze dostępna do sprawdzenia, ale odczytywana jest z rejestru aktualizowanego co 64 sekundy, wystarczy, aby wykazać ewolucję w długim okresie, niewystarczające, aby poznać temperaturę chwili.
Układ pinów RTC DS3231
Typowy obwód do stosowania RTC DS3231
Zamieść komentarz