Годинник реального часу DS3231 із комунікацією I2C

Пристрій з мікроконтролем здатний дуже точно контролювати час, особливо в людському масштабі, але підтримувати його «вчасно» і, отже, працювати, дуже дорого з точки зору споживання, тому звичайно мати схему, яка вимагає часу. компонент, здатний виконувати це завдання автономно та підтримувати дуже низьке споживання, щоб мати можливість живити його від невеликої батареї протягом тривалого часу. Ці пристрої називаються годинник реального часу (RTC)

Зовнішня експлуатація, тобто перед користувачем (або схемою) годинник реального часу дуже схожий. Якщо вони також спільно спілкуються, I2C популярний серед популярних, можна узагальнити достатньо при описі його експлуатації.

Подібно до того, як усі вони мають спільну типову електричну схему програми або подібний зв’язок, вони також мають спільну пару (відносних) недоліки. З одного боку, його точність Зазвичай він помірний, підходить для використання в людському масштабі, але потребує калібрування, щоб залишатися в межах прийнятних значень. Характерне значення зазвичай становить близько ±5 частин на мільйон (ppm), що дуже приблизно може відповідати ±5 хвилинам на рік; допустимо, якщо встановлено протокол синхронізації. Недоліком є ​​те, що точність різко падає залежно від перепади температури і за певних обставин воно нерідко множиться на 10 (або більше).

Як і багато інших компонентів, годинник реального часу потребує a осцилятор з якою працювати (відповідає за точність, про яку я говорив раніше). Справа не в тому, що наявність осцилятора сама по собі є незручністю, але це буде ще один компонент, який потрібно додати до схеми, який потребуватиме свого місця або, як альтернативу, інший обчислення щоб підтримувати всю схему з певною базовою частотою.

Є й інші більш очевидні недоліки, такі як споживання і тому ресурс акумулятора який підтримує час і конфігурацію, який, оскільки він є чимось більш універсальним (хоча логічно розподіленим нерівномірно), зазвичай розглядається при проектуванні пристроїв, які включають RTC, і не є конкретною проблемою.

Годинник реального часу, який я описую в цій статті, DS3231, усуває потребу у зовнішньому осциляторі та недоліки точності, використовуючи внутрішній і технологія кристалічний генератор з температурною компенсацією (TCXO) Таблиця, що зберігається у внутрішній пам’яті компонента, визначає спосіб зміщення часу на основі температури та часу роботи (віку) пристрою. За допомогою цієї методики, згідно з технічними характеристиками, досягається точність ±3.5 ppm у промисловому діапазоні температур від -40°C до +85°C або ±2 ppm у промисловому діапазоні температур.

Як правило, годинники реального часу включають невеликий пам'ять у якому можна зберігати звичайні речі, наприклад пару будильників. Також нерідко потрібно більше пам’яті для інших, дещо більш специфічних часових програм, тому її зазвичай додають у типових програмах або навіть внутрішньо в деяких версіях інтегрованих. Наприклад, його DS3232 Це те саме, що й DS3231, але з 236 байтами SRAM які також зберігаються, як дата й час, за допомогою резервного акумулятора пристрою.

Я сказав це на початку зв'язок між схемами (І²C, для міжінтегральної схеми) є одним із найпопулярніших і найчастіше присутніх, хоча також правда, що в певних умовах комунікації SPI (послідовний периферійний інтерфейс) Вони можуть бути кращою альтернативою; У таких випадках існують еквівалентні версії, наприклад DS3234 щодо DS3231, які замінюють I²C по SPI.

Al виміряти температуру для компенсації роботи в РТК, цей пристрій також можна використовувати як термометр у самій збірці. Хоча значення, які він повертає, представлені з інтервалами в чверть градуса, його точність не дуже хороша, ±3°C згідно з паспортом. Беручи до уваги, що температура вимірюватиметься на друкованій платі разом із нагріванням компонентів без особливого контролю, цього заходу достатньо у багатьох випадках, особливо якщо те, що цікаво є виміряти тенденцію а не просто миттєво визначити точну температуру. З іншого боку, температура завжди доступна для перегляду, але зчитується з реєстру, який оновлюється лише кожні 64 секунди, достатньо, щоб показати еволюцію протягом тривалого періоду, недостатньо знати миттєву температуру.

Розпиновка RTC DS3231

Типова схема для використання RTC DS3231