Ceas în timp real DS3231 cu comunicații I2C

Un dispozitiv microcontrolat este capabil de un control foarte precis al timpului, mai ales la scară umană, dar menținerea lui „la timp” și, prin urmare, funcționarea, este foarte costisitoare din punct de vedere al consumului, deci este obișnuit să existe un circuit care necesită timp. componentă capabilă să îndeplinească această sarcină în mod autonom și menținând un consum foarte mic pentru a o putea alimenta cu o baterie mică pentru o perioadă lungă de timp. Aceste dispozitive sunt numite ceasuri în timp real (RTC)

Funcționare externă, adică, cu care se confruntă utilizatorul (sau circuitul) de ceasuri în timp real foarte asemănătoare. Dacă împărtășesc și comunicații, I2C este popular printre populari, poate fi generalizat suficient atunci când descriem exploatarea acestuia.

Așa cum toți împărtășesc o diagramă tipică de circuit al aplicației sau o comunicare similară, ei împărtășesc și o pereche de (relative) neplăcere. Pe de o parte, a lui Precizie Este de obicei moderat, potrivit pentru utilizare la scară umană, dar necesită calibrare pentru a rămâne în valori acceptabile. O valoare caracteristică este de obicei în jur de ±5 părți per milion (ppm) care, foarte aproximativ, poate corespunde la ±5 minute pe an; admisibil dacă este stabilit un protocol de sincronizare. Dezavantajul este că precizia scade brusc în funcție de variatii de temperatura și nu este neobișnuit ca acesta să se înmulțească cu 10 (sau mai mult) în anumite circumstanțe.

La fel ca multe alte componente, ceasurile în timp real au nevoie de a oscilator cu care sa operezi (responsabil de precizia de care vorbeam inainte).Nu este ca a avea un oscilator este un inconvenient in sine ci va fi o alta componenta de adaugat circuitului care va avea nevoie de spatiu sau, alternativ, un alt calcul de făcut pentru a menține întregul circuit cu o anumită frecvență de bază.

Există și alte dezavantaje mai evidente, precum consumul și deci durata bateriei care menține timpul și configurația, ceea ce pentru că este ceva mai universal (deși logic distribuit neregulat) este de obicei luat în considerare în proiectarea dispozitivelor care încorporează RTC și nu reprezintă o problemă specifică.

Ceasul în timp real pe care îl descriu în acest articol, the DS3231, rezolvă necesitatea unui oscilator extern și dezavantajele de precizie folosind unul intern și tehnologia de oscilator cu cristal compensat cu temperatură (TCXO) Un tabel stocat în memoria internă a componentei determină modul de compensare a timpului în funcție de temperatura și timpul de funcționare (vârstă) a dispozitivului. Cu această tehnică, conform fișei tehnice, se realizează o precizie de ±3.5 ppm în domeniul de temperatură industrială, de la -40°C la +85°C, sau ±2 ppm în intervalul de temperatură comercial.

De obicei, ceasurile în timp real includ un mic memorie în care să stocați lucruri obișnuite în uz, cum ar fi câteva ore de alarmă. De asemenea, nu este neobișnuit să aveți nevoie de mai multă memorie pentru alte aplicații de timp ceva mai specifice, motiv pentru care este adăugată de obicei în aplicațiile tipice sau chiar intern în unele versiuni ale celor integrate. De exemplu, el DS3232 Este același cu DS3231 în cauză, dar cu 236 de octeți SRAM care sunt, de asemenea, întreținute, precum data și ora, cu bateria de rezervă a dispozitivului.

Am spus la început că comunicarea între circuite (I²C, pentru circuitul inter-integrat) este una dintre cele mai populare și mai frecvent prezente, deși este și adevărat că în anumite situații comunicațiile SPI (Interfață periferică serială) Ele pot fi o alternativă mai bună; În astfel de cazuri există versiuni echivalente, de exemplu DS3234 față de DS3231, care înlocuiesc I²C de SPI.

Al măsura temperatura pentru a compensa funcționarea RTC, acest dispozitiv poate fi folosit și ca termometru în cadrul ansamblului propriu-zis. Deși valorile pe care le returnează sunt prezentate la intervale de un sfert de grad, precizia lui nu este foarte buna, ±3°C conform fisei tehnice. Ținând cont de faptul că temperatura va fi măsurată pe placa de circuit, împreună cu componentele care se încălzesc fără prea mult control, această măsură este suficientă în multe cazuri, mai ales dacă ceea ce este interesant este măsura tendinței și nu doar temperatura exactă într-o clipă. Pe de altă parte, temperatura este întotdeauna disponibilă pentru a fi consultată dar este citită dintr-un registru care este actualizat doar la fiecare 64 de secunde, suficient pentru a arăta evoluția pe o perioadă lungă, insuficient pentru a cunoaste temperatura unui instant.

RTC DS3231 Pinout

Circuit tipic pentru utilizarea RTC DS3231