DS1302: PIN -functie, werkingsprincipe en gebruik

Catalogus

DS1302 Overzicht

DS1302 is een krachtige real-time klokchip met een laag vermogen geproduceerd door het Amerikaanse Dallas Company.Het heeft 31 bytes statisch RAM en communiceert met de CPU via de SPI drie-draads interface.Deze chip ondersteunt de burst -modus en kan meerdere bytes kloksignalen en RAM -gegevens tegelijkertijd verzenden.De realtime klokfunctie biedt seconden, minuten, uren, dag, week, maand en jaar informatie.Wanneer het aantal dagen in de maand minder dan 31 dagen is, kan het automatisch aanpassen en heeft het een sprongjaarcompensatiefunctie.DS1302 heeft een breed werkspanningsbereik en kan werken tussen 2,5 en 5,5 V.Het neemt een dubbele voedingssysteem aan, inclusief hoofdvoeding en back -upvoeding, en maakt het mogelijk om de laadmethode van de back -upvoeding te laten instellen, waardoor de back -upvoeding wordt opgeladen met druppelstroom.

Alternatieven en equivalenten:

• DS1302+

• DS1302N

• DS1302S

Kenmerken van DS1302

DS1302 heeft de volgende belangrijke functies:

Ontwerp met een laag stroomverbruik: de chip neemt een lage stroomverbruiksontwerp aan, zodat het een lange looptijd kan bieden wanneer het wordt aangedreven door de batterij.

Gegevensbehoudfunctie: DS1302 heeft een gegevensbehoudfunctie, wat betekent dat de klok- en kalendergegevens nog steeds kunnen worden gehandhaafd, zelfs wanneer de stroom wordt afgesneden, waardoor gegevensbetrouwbaarheid en continuïteit worden gewaarborgd.

Vereenvoudigde interface: DS1302 communiceert met een microcontroller of andere externe apparaten via een seriële interface (2-draads of 3-draads).Deze vereenvoudigde interface maakt het eenvoudiger om te integreren met andere systemen om realtime klokfunctionaliteit te implementeren.

Klok- en kalenderfuncties: DS1302 kan seconden, minuten, uren, datum, maand en jaar volgen.Het biedt complete klok- en kalenderfuncties om tijd en datum nauwkeurig vast te leggen.

Kloknauwkeurigheid: DS1302 maakt gebruik van een 32.768kHz kristaloscillator om een ​​referentiekloksignaal te bieden, dus het heeft een hoge kloknauwkeurigheid.Hierdoor kan het nauwkeurige tijdinformatie bieden met zeer kleine maandelijkse afwijkingen.

PIN -functies en structuur van DS1302

In de pinout van DS1302 is VCC1 de back -upvoeding, terwijl VCC2 de belangrijkste voeding is.De DS1302 zorgt voor continue klokbewerking, zelfs wanneer de hoofdvoeding is uitgeschakeld.Deze chip selecteert automatisch de voedingsmethode op basis van de spanning tussen VCC1 en VCC2: wanneer de spanning van VCC2 groter is dan VCC1+0.2V, wordt DS1302 aangedreven door VCC2;Wanneer de spanning van VCC2 minder is dan VCC1, wordt deze aangedreven door VCC1.X1 en X2 zijn oscillatiebronnen voor externe 32.768kHz kristaloscillator.RST is de RESET/CHIP SELECT -regel.Wanneer RST hoog is ingesteld, start het alle gegevensoverdrachten.De functies van RST bevatten voornamelijk twee punten: één is de besturingslogica, waardoor het adres/opdrachtreeks in het schuifregister kan worden verzonden;De andere is om een ​​middel te bieden om single-byte of multi-byte gegevensoverdracht te beëindigen.Tijdens het gegevensoverdrachtsproces, als RST is ingesteld op laag niveau, wordt de gegevensoverdracht beëindigd en wordt de I/O -pin een hoge impedantietoestand.Tijdens de power-on werking, om ervoor te zorgen dat de chip normaal werkt, moeten we eerst laag houden voordat de VCC-spanning 2,5 V bereikt.Tegelijkertijd kan RST alleen hoog worden ingesteld wanneer SCLK laag is.I/O is de invoer- en uitvoeraansluiting van seriële gegevens (bidirectioneel).De specifieke werkmethode zal later in detail worden uitgelegd.SCLK is altijd de invoeraansluiting en wordt gebruikt voor synchrone gegevensoverdracht.

Voorzorgsmaatregelen voor het gebruik van DS1302

• Excitatieklokfrequentie: de excitatieklokfrequentie van DS1302 moet lager zijn dan 100 kHz om te voorkomen dat ze de normale werking beïnvloeden.

• Spanningsstabilisatie: DS1302 is ook gevoelig voor de spanningsstabiliteit van de invoervoeding, dus een geschikt spanningsstabilisatiekapcircuit moet aan het systeem worden toegevoegd.

• Temperatuur: het temperatuurwerkbereik van DS1302 is ingesteld tussen 0 ° C en 70 ° C.Als de temperatuur van de werkomgeving dit bereik overschrijdt, kan dit nadelige effecten hebben op de normale werking van DS1302.

• Voedingsbereik: het normale bedrijfsspanningsbereik van DS1302 ligt tussen 2V en 5,5 V.Als de spanning dit bereik overschrijdt, kan dit chipschade of langdurige werkinginstabiliteit veroorzaken.

• Laadcapaciteit: de laadstroomcapaciteit van het uitgangssignaal DS1302 is beperkt.Als de externe LED -lichten en andere apparatuur een grote belasting hebben, kan hun normale werking worden beïnvloed.

• Anti-statisch: aangezien DS1302 zich meestal in een elektrostatische omgeving bevindt, moeten we overeenkomstige maatregelen nemen om te voorkomen dat het wordt verstoord door statische elektriciteit.Vóór gebruik moeten we bijvoorbeeld de gronddraad aansluiten en passende antistatische handschoenen en andere apparatuur dragen.

Inleiding tot het klokregister van DS1302

• Registreer 0: de hoogste bit CH is een klokstopvlag.Het is 1 na het stoppen en 0 wanneer normaal wordt gewerkt.Als VCC1 drijft of de batterij dood is, als we de volgende keer weer inschakelen, lees dan dit bit, dan is dit bit 1. We kunnen dit bit gebruiken om te bepalen of de klok nog steeds normaal wordt uitgevoerd nadat het microcontroller -systeem is uitgeschakeld.De resterende 7 cijfers van hoge orde zijn de tientallen cijfers van de tweede, en de 4 cijfers met lage orde zijn de cijfers van de tweede.

• Registreer 1: het hoogste bit is ongebruikt.De bovenste 3 bits van de resterende 7 bits zijn het tientallen cijfer van de minuut, en de onderste 4 bits zijn het cijfer van de minuut.

• Register 2: als bit7 1 is, vertegenwoordigt dit het formaat van 12 uur en 0 vertegenwoordigt het 24-uurs formaat;Bit6 is vastgesteld op 0 en Bit5 vertegenwoordigt de ochtend in het 12-uurs formaat en 1 vertegenwoordigt de middag.In het 24-uurs formaat is het hetzelfde als Bit4.Samen vertegenwoordigen ze het tientallen cijfer van het uur, en de lagere 4 cijfers vertegenwoordigen het cijfer van het uur.

• Register 3: De hoge 2 bits zijn vastgesteld op 0, bit5 en bit4 zijn de tientallen cijfers van de datum, en de lage 4 bits zijn de eenhedencijfers van de datum.

• Register 4: De hoge 3 bits zijn vastgesteld op 0, Bit4 is het tientallen cijfer van de maand en de lage 4 bits zijn het cijfer van de maand.

• Registreer 5: De bovenste 5 bits zijn vastgesteld op 0 en de onderste 3 bits vertegenwoordigen de dag van de week.

• Registreer 6: de hoge 4 bits vertegenwoordigen het tientallen cijfer van het jaar, en de lage 4 bits vertegenwoordigen het cijfer van het jaar.Let op speciale aandacht dat 00 tot 99 hier verwijst naar de jaren 2000 tot 2099.

• Registreer 7: Het hoogste bit is een schrijfbeveiligingsbit.Als dit bit 1 is, is het schrijven van gegevens naar een ander register of het 31-byte RAM verboden.Daarom moet dit bit naar 0 worden geschreven voordat gegevens worden geschreven.

Hoe werkt DS1302?

DS1302 is een realtime klokchip waarvan het werkprincipe voornamelijk is gebaseerd op de combinatie van oscillator- en frequentiedeler.De chip heeft een ingebouwde 32.768kHz-oscillator, die een stabiel frequentiesignaal genereert door de oscillatie van het kristal.Dit frequentiesignaal wordt vervolgens gedeeld door een frequentiedeler in een 1Hz tijdreferentiepuls.Bij het starten van het werk initialiseert DS1302 zijn interne registers via het power-on reset-circuit.Nadien gebruikt de DS1302 een vergrendeling om de 1Hz -pulsuitgang van de oscillator in het interne telregister te vergrendelen.Deze telregisters slaan de huidige tijdinformatie op in BCD -formulier (binair gecodeerd decimaal), inclusief jaar, maand, dag, uur, minuut en tweede.Bovendien heeft DS1302 ook een schrijfbeveiligingsfunctie.Het kan in alleen-lezen modus worden geplaatst door de bijbehorende besturingsregisterbit in te stellen, waardoor de accidentele werking of kwaadaardige veranderingen worden voorkomen.Voor gegevensbetrouwbaarheid slaat DS1302 de gegevens op in het telregister in de interne SRAM (statische willekeurige toegangsgeheugen).In het geval van een stroomuitval schakelt de DS1302 automatisch over naar de batterij -back -upmodus om aanhoudende opslag van gegevens te behouden.Wanneer externe stroom opnieuw wordt verbonden, herstelt de DS1302 de gegevens van de SRAM en herlaadt deze in het telregister via de vergrendeling, waardoor continuïteit en nauwkeurigheid van de klokfunctie worden gewaarborgd.

Referentiecircuit van DS1302

Het basiscircuit van DS1302 wordt weergegeven in de bovenstaande afbeelding.Onder hen is Y2 een externe kristaloscillator van 32.768 kHz, die een stabiele klokbron voor de chip biedt;P2 is een back -upbatterij en zorgt ervoor dat de chip kan blijven lopen nadat de hoofdvoeding is uitgeschakeld;D1 is een diode, die een rol van eenrichtingsgeleiding speelt, waardoor de belangrijkste voedingsspanning effectief te hoog is en de back-upbatterij beschadigt;R6 dient als een pull-up weerstand, die de stabiliteit van signaaltransmissie kan verbeteren.

Hoe gebruik ik DS1302?

De stappen om de DS1302 te gebruiken zijn als volgt:

Hardware -verbinding: sluit de DS1302 -chip aan op de hoofdcontroller.DS1302 moet worden aangesloten op VCC (3.3V of 5V -voeding), GND (grond) en de gegevenslijn (DIO), kloklijn (SCLK) en RESET -lijn (RST) van de hoofdcontroller.

Klokinstelling: Schrijf in de normale werkmodus het bijbehorende jaar, maand, dag, uur, minuut en tweede gegevens op DS1302 om de klok in te stellen.Ds

Veelgestelde vragen [FAQ]

1. Wat is DS1302?

De DS1302 is een nauwkeurige klokmodule die een realtime klok/agenda en 31 bytes statisch RAM bevat.Communicatie met de microcontroller van de host is via de seriële I2C -interface.

2. Wat is het verschil tussen DS1307 en DS1302?

De DS1302 communiceert via een speciale 3-draads interface met behulp van de Three Pins SCLK, I/O (DAT) en CE (RST).De DS1307 communiceert via I2C en vereist daarom alleen SDA en SCL.

3. Wat is de voedingsspanning van DS1302?

De DS1302 -chip is zeer vermogensefficiënt en kan maximaal 5 jaar op de 3V -lithiumbatterij draaien.De voedingsspanning is 5V.RTC -module maakt gebruik van het seriële I2C -communicatieprotocol, waardoor deze module met de microcontroller zeer eenvoudig wordt verbonden.

4. Wat is de functie van DS1302 RTC -module?

Met deze RTC DS1302 Real Time Clock -module kunt u uw Arduino of MCU gebruiken om tijd / datumgerelateerde functies te doen zoals: Een taak starten op een specifieke datum / tijd of het opnemen van de datum / tijd van een gebeurtenis of eenvoudigweg de tijd / datum weergevenaan een gebruiker.