Op 2024/09/3 296

PCF8563 Clock Chip: gedetailleerde analyse van de functies en ingebed systeemintegratie

Catalogus

Inleiding tot PCF8563

PCF8563 is een industriële multifunctionele klokchip met ingebouwde I2C-businterfacefunctie geproduceerd door Philips, met extreem laag stroomverbruik.De chip integreert verschillende alarmfuncties, timer -functies, klokuitvoerfuncties en onderbrekingsuitvoerfuncties.Het kan verschillende complexe timingdiensten voltooien en waakhondfuncties bieden voor de microcontroller.Vanwege de uitstekende prestaties en extreem hoge kostenprestaties is PCF8563 veel gebruikt in producten zoals telefoons, faxmachines, watermeters, gasmeters, elektriciteitsmeters, draagbare instrumenten en batterij-aangedreven instrumenten.

Alternatieven en equivalenten

• SI5216-A2-GTR

• SI5216-B3-GM2R

• SI5216-B3-GTR

• SI52138-A16AGMR

Kenmerken van PCF8563

• Century Flag

• Spannings-lage detector

• Alarm- en timer -functies

• Interne power-on reset

• Open afvoeronderbrekingspen

• Geïntegreerde oscillator -condensator

• I2C-BUS Slave-adres: lees A3H en schrijf A2H

• Brede operationele voedingsspanningsbereik: 1,0 tot 5,5 V

• 400 kHz tweedraads I2C-BUS-interface (op VDD = 1,8 tot 5,5 V)

• Lage back -upstroom;Typische 0,25 µA bij vdd = 3,0 V en temp = 25 ° C

• Programmeerbare klokuitgang voor perifere apparaten (32,768 kHz, 1,024 kHz, 32 Hz en 1 Hz)

• Biedt jaar, maand, dag, weekdag, uren, minuten en seconden op basis van 32,768 kHz kwartskristal

Hoofdfuncties van PCF8563

Timer -functiemodus

De timer van PCF8563 is een countdown -timer, die effectief is wanneer TE = 1.De aftellenwaarde wordt bepaald door het binaire nummer in het OFH -register.Wanneer de countdown -waarde 00 bereikt, wordt de TF -bit ingesteld op 1. Als E = 1 tegelijkertijd wordt ingesteld, wanneer TF is ingesteld op 1, genereert deze een interruptsignaal op de /int -pin.Het interruptsignaal is actief op laag niveau, vergelijkbaar met de alarmonderbreking.

Het timer -onderbrekingssignaal van PCF8563 heeft twee modi, die worden geregeld door het T/TP -bit.Wanneer Ti/TP = 0 is ingesteld, is het interruptsignaal hetzelfde als het alarmonderbrekingssignaal, beide in de modus op laag niveau.Op dit moment kan het interruptsignaal worden gewist door TF = 0 in te stellen.Wanneer Ti/TP = 1, bevindt het onderbrekingssignaal zich in de pulsmodus en is de breedte van de puls met een puls op ongeveer 15 ms.In deze modus is de impact van de TF -bit te verwaarlozen.Het is te zien dat stropdas gelijkwaardig is aan de getimede onderbrekingsbit in de microcontroller en TF is equivalent aan de getimede vlag voor interrupt -toepassing.Het is vermeldenswaard dat de timertunctie en alarmfunctie tegelijkertijd effectief kunnen zijn.

Alarmfunctiemodus

PCF8563 heeft vier alarmmodi, namelijk uur alarm, dagelijks alarm, maandelijks alarm en wekelijks alarm.Wanneer er een alarm optreedt, verandert de AF -bit in 1. Om de alarmfunctie effectief te maken, moeten we het hoogste bit AE van het overeenkomstige alarmregister instellen op 0. Als AIE = 1 tegelijkertijd wordt ingesteld, wordt deze genereerdEen actief onderbrekingssignaal op laag niveau op de /int-pin terwijl AF is ingesteld op 1. De manier om het interruptsignaal te wissen, is door de AF-bit door software te wissen.Het is te zien dat AIE gelijkwaardig is aan de interrupt en het controlebit inschakelen in de microcontroller, terwijl AF gelijkwaardig is aan de vlag van de interrupt -toepassing.

Blokdiagram van PCF8563

Hoe werkt PCF8563?

PCF8563 heeft 16 8-bit registers.Deze registers omvatten een automatisch verhoogd adresregister, een ingebouwde 32.768kHz-oscillator (met een geïntegreerde condensator), een frequentiedeler (biedt de bronklok voor de realtime klok RTC), een programmeerbare klokuitgang, een timer, eenAlarm, een brownout -detector en een 400 kHz I2C -businterface.

Alle 16 registers zijn ontworpen als adresseerbare 8-bit parallelle registers, maar niet alle bits hebben werkelijke functies.Onder hen worden de eerste twee registers (geheugenadressen 00H en 01H) gebruikt als respectievelijk besturingsregisters en statusregisters;Geheugenadressen 02H tot 08H worden gebruikt voor klokkentellers;Adressen 09H tot 0CH zijn alarmregisters, die worden gebruikt om alarmomstandigheden te definiëren;Adres 0DH regelt de uitgangsfrequentie van de clkout -pin;en de adressen 0EH en 0FH worden gebruikt voor respectievelijk het timerbesturingsregister en het timer -register.Het coderingsformaat van de seconden, notulen, uren, dagen, maanden, jaren en minutsalarm, uur alarm en dagalarmregisters is BCD;Terwijl de dag van de week- en weekdag alarmregisters niet worden gecodeerd in het BCD -formaat.Wanneer het RTC -register wordt gelezen, wordt de inhoud van alle tellers vergrendeld om ervoor te zorgen dat er geen verkeerde lezing van de klokkalenderchip plaatsvindt tijdens de transmissie.

Toepassingscircuit van PCF8563

Het PCF8563 -applicatiecircuit omvat voornamelijk een klokcircuit, een schakelcircuit van een chipverbinding en een I2C -busverbindingscircuit.

Ten eerste gebruikt het klokcircuit een externe kristaloscillator als de belangrijkste frequentiebron om een ​​nauwkeurige tijdberekening en weergave te garanderen.De frequentie van de oscillator kan indien nodig worden aangepast en door de juiste frequentie te selecteren, bijvoorbeeld door een omvormercircuit te gebruiken, kunnen de weergave van verschillende tijdseenheden zoals seconden, minuten, uren, dagen, maanden en jaren worden gerealiseerd.

Ten tweede is de chip op twee manieren aangesloten op voedingscircuits, waaronder batterijvermogen en externe stroom.Met de batterijvermogen kan de PCF8563 blijven werken zonder externe stroom om een ​​nauwkeurige tijd en datum te behouden.De externe voeding wordt vervolgens gebruikt om de chip van stroom te voorzien en op te laden.Er is ook een spanningsregelaarcircuit om ervoor te zorgen dat de chip goed kan werken in het gezicht van spanningsschommelingen.

Ten slotte wordt het I2C -busverbindingscircuit gebruikt om de PCF8563 aan te sluiten op het hoofdbesturingsapparaat.Aangezien de PCF8563 het I2C -buscommunicatieprotocol overneemt, kan het hoofdbesturingsapparaat gegevensoverdracht met de PCF8563 via de I2C -bus realiseren, waardoor meerdere functies worden voltooid, zoals het verkrijgen van de tijd en datum en de wekker instellen.Het I2C -busverbindingscircuit bestaat voornamelijk uit de SCL -kloklijn en de SDA -gegevenslijn.Het signaal wordt gefilterd en gestabiliseerd door geschikte weerstanden en condensatoren te verbinden om de betrouwbaarheid en nauwkeurigheid van gegevensoverdracht te waarborgen.

Beperkte waarden van PCF8563

In overeenstemming met het absolute maximale ratingssysteem (IEC 60134).

Hoe wordt PCF8563 gebruikt in ingebedde systemen?

De toepassing van PCF8563 in Embedded System omvat voornamelijk hardwareverbinding en software -instelling.Allereerst moeten we in termen van hardwareverbinding de PCF8563 -module verbinden met de MicroController Development Board correct.Aangezien de PCF8563 -module is uitgerust met een I2C -interface, moeten we de SDA (Data Line) en SCL (kloklijn) -pennen van de module verbinden met de overeenkomstige pinnen op het MCU -ontwikkelingsbord.Om de stabiele werking van de module te waarborgen, moeten we bovendien ook ervoor zorgen dat de stroom- en grondlijnen correct zijn verbonden om een ​​stabiele bedrijfsspanning te bieden.

Ten tweede moeten we er eerst voor zorgen dat de toepasselijke ontwikkelomgeving is geïnstalleerd op het MCU Development Board en dat de I2C -bus correct is geconfigureerd.Afhankelijk van het gebruikte ontwikkelingsbord en de gebruikte programmeertaal, moeten we mogelijk ook de juiste bibliotheken of stuurprogramma's installeren.Bij het schrijven van de code kunnen we de juiste functies of opdrachten gebruiken om de tijd- en datuminformatie van de PCF8563 real-time klokmodule te lezen en weer te geven op de seriële monitor of andere uitvoerapparaat van het ingebedde systeem.

Veelgestelde vragen [FAQ]

1. Wat is het I2C -adres van PCF8563?

Het schrijfadres van PCF8563 I2C is 0xA2 en het leesadres is 0xa3.

2. Is PCF8563 geschikt voor toepassingen met een laag vermogen?

Ja, PCF8563 is ontworpen voor een laag stroomverbruik, waardoor het geschikt is voor apparaten op batterijen en andere toepassingen waar stroomefficiëntie belangrijk is.

3. Wat zijn de belangrijkste kenmerken van PCF8563?

PCF8563-functies zijn onder meer realtime klok/agenda, alarmfuncties, automatische compensatie voor sprongjaren en maanden met minder dan 31 dagen en een laag stroomverbruik.

4. Wat is PCF8563?

De PCF8563 is een CMOS real-time klok (RTC) en kalender geoptimaliseerd voor een laag stroomverbruik.Er zijn ook een programmeerbare klokuitgang, onderbrekingsuitgang en spannings-lage detector verstrekt.Alle adressen en gegevens worden serieel overgedragen via een bidirectionele I²C-Bus met twee regels.