Kategori: Litar mikropengawal
Bilangan pandangan: 3195
Komen pada artikel: 0

RTC Cakera Masa Nyata - Tujuan, Jenis dan Contoh Penggunaan

 

Untuk melaksanakan tugas-tugas yang berkaitan dengan automasi, anda sering perlu mengira selang waktu tertentu. Kadang-kadang ini dilakukan dengan mengira beberapa tempoh masa jam atau mesin.

Walau bagaimanapun, walaupun mereka mengikuti kekerapan yang diberikan dan paling sering bergantung kepada resonator kuarza, ketika melakukan operasi dalam waktu nyata, dan terutama jika mereka terikat pada waktu siang, mereka beralih ke masa. Untuk menyelesaikan masalah ini, gunakan jam masa sebenar atau cip RTC.


Apa ini?

RTC (jam masa nyata, jam nyata Rusia) adalah jenis microcircuit yang bertujuan untuk mengira masa dalam unit "sebenar" (saat, minit, jam, dan sebagainya).

Mereka bergantung kepada sumber kuasa, yang boleh sama ada di luar, dalam bentuk bateri diganti atau bateri litium, atau dibina ke dalam perumahan mikrosirkuit (lihat gambar di bawah). Isyarat jam untuk pelaporan masa boleh didapati dari luar resonator kuarza, dan kurang kerap - dari rangkaian bekalan kuasa.

Ketepatan bacaan bergantung kepada kualiti dan penalaan ketepatan osilator dalaman atau pengayun kristal luaran. Pada masa yang sama, ketepatan kuarza dan RTC, masing-masing, ditunjukkan dalam hertz dan tidak dalam peratusan, tetapi dalam "ppm", contohnya ± 12 ppm, ± 50 ppm. Ini bermaksud Bahagian Per Juta, iaitu bilangan bahagian per juta dari beberapa nilai purata.

RTC Real Time Clock Chip

Jam sebenar boleh dilaksanakan berdasarkan mikrokontroler, namun penggunaan cip khas dapat mengurangkan penggunaan kuasa, kerana kebanyakan mikrokontroler bahkan dalam mod tidur (atau mod daya rendah) menggunakan lebih banyak daya daripada litar bersepadu khusus (IC). RTC juga boleh disepadukan ke mikropengawal sendiri (seperti dalam STM32).

Ia adalah terima kasih kepada jam masa sebenar di komputer anda bahawa masa dan tarikh selepas ia terputus dari rangkaian tidak turun, dalam kes ini mereka bekerja dari bateri CR2032 yang dipasang di penyambung pada papan induk, ia juga memberi makan kepada cip BIOS supaya tetapan yang ditetapkan di dalamnya tidak hilang.

Cip RTC dengan bateri terbina dalam

Pengkelasan

Klasifikasi cip RTC mungkin berbeza dari pengilang hingga pengilang. Jam masa nyata yang paling biasa pengeluar seperti: Maxim Integrated dan STMicroelectronics. Terdapat microchip di pasaran dari syarikat lain:

  • Intersil Corporation (DC Renesas Electronics);

  • Cymbet (Talian RTC EnerChip ™, ciri tersendiri - bateri keadaan pepejal terbina dalam);

  • NXP (RTC dengan kalendar, menyokong protokol I2C atau SPI)

  • Zilog;

  • Epson

  • ON semikonduktor.

Modul jam masa nyata dengan cip DS1307

Maxim Integrated menggunakan jenis antara muka kawalan sebagai kriteria utama untuk pengelasan cip RTC, iaitu:

1. RTC cip dengan antara muka kawalan bersiri: I2C, 3-wire, SPI.

2. Dengan antara muka kawalan selari:

  • dengan alamat alamat / data multiplexed;

  • dengan alamat dan bas data dikongsi;

  • dengan antara muka dawai tunggal 1 dawai.

Modul Jam Masa Nyata

Anda juga boleh dikelaskan mengikut format persembahan data:

  • Kalendar Dalam bentuk templat YY-MM-DD untuk tarikh dan HH-MM-SS untuk masa, masa dan format lain mereka;

  • Perduaan Dalam bentuk kontena binari berterusan unit masa (saat atau pecahan mereka).

Bergantung kepada tujuan mikrosirkuit dalam litar peranti dan jenisnya dipilih, jika IC dengan perwakilan kalendar, ia akan berfungsi sebagai jam biasa, dan dalam kes perduaan, untuk aplikasi seperti laporan tempoh masa, sebagai contoh, tempoh sah lesen, tempoh jaminan atau alat untuk merekodkan sesuatu (sebagai contoh, meter elektrik), sebagai contoh, dalam katalog Maxim Integrated mereka dipanggil "Kaunter Masa Berlalu" - kaunter masa berlalu, satu contoh IC tersebut adalah DS1683.

Dalam kes lain, masa nyata microcircuits jam boleh diklasifikasikan oleh fungsi atau ciri-ciri lain:

  • Kehadiran penjana terbina atau perlu menggunakan penjana luaran (kuarza).

  • Dengan kehadiran sumber kuasa terbina dalam atau kemungkinan menggunakan bateri luaran.

  • Dengan jenis dan saiz memori dalaman dan protokol komunikasi dengan dunia "luar" (diterangkan di atas).

  • Dengan kehadiran antara hantu (hantu) untuk mengakses daftar dalaman mikrosirkuit (untuk tetapan, menetapkan mod atau bacaan nilai).

  • Fungsi lain: pengawas, penggera, keluar kedua, kawalan kuasa, keupayaan untuk mengenakan bateri luaran, dan sebagainya.

Dan akhirnya, banyak pengeluar mengklasifikasikan peranti mereka mengikut tahap penggunaan tenaga, secara purata, penggunaan semasa berkisar antara 200 hingga 1500 nA, tetapi juga boleh keluar daripada julat ini bergantung kepada IC tertentu dan pengeluar.


Amalan radio amatur

Jam masa nyata sering digunakan bersama dengan perkembangan dan prototaip yang begitu popular seperti keluarga Arduino, dan apabila membangunkan peranti pada mana-mana mikrokontroler lain, serta Raspberry Pi mikrokomputer keluarga dan sebagainya.

Penggunaan cip RTC dalam amalan radio amatur

Hari ini, industri menghasilkan modul dengan RTC, dalam bentuk papan litar atau perisai yang terpisah. Kelebihan modul jenis ini adalah bahawa tidak perlu menyebarkan papan dan tidak melepaskan mikrosirkuit, abah-abah, pemegang bateri dan sebagainya.

Mereka mudah untuk menggunakan kedua-dua alat siap sedia dan dalam mock-up - anda boleh menggunakan jumper dengan palam dan penyambung Dupont jenis, jika anda memasang sikat pada modul untuk menyambungkannya, atau menyolder wayar secara langsung ke nickles di papan (lihat - Petua untuk memasang papan litar dengan cepat pada papan roti).

Modul dengan RTC

Di antara arduino dan pengeluar buatan sendiri moden, yang paling banyak digunakan ialah microcircuits microcircuits dan modul masa nyata Maxim Bersepadu berdasarkan mereka, iaitu:

  • DS1302;

  • DS1307;

  • DS3231.

Perbezaan mereka ditunjukkan dalam jadual di bawah.

Ciri-ciri DS1302, DS1307, dan DS3231 Cip

Seperti yang anda dapat lihat, mereka semua berkomunikasi dengan mikrokontroler melalui bas I2C, dan DS1302 melalui SPI, walaupun datasheet itu menyatakan "antara muka siri mudah 3 wayar yang sesuai untuk kebanyakan mikrokontroler." Dan ia boleh menyambung bukan sahaja untuk 10-13 pin Arduinodi mana pin ditugaskan adalah SPI, tetapi untuk yang lain dipasang dalam lakaran, litar akan lebih rendah. Datashits untuk IC ini dengan semua data teknikal dilampirkan pada artikel itu.

Datasheets untuk cip real-time:

Arduino UNO menyokong kedua-dua protokol ini, yang dapat anda lihat dalam gambar rajah di bawah (bertanda ungu dan kelabu untuk SPI dan I2C, masing-masing).

Arduino uno

Seperti pi Raspberry.

Raspberry pi

Ini bermakna anda boleh menggunakan mana-mana modul dari setiap platform. Anda boleh melihat perbezaan luaran modul dalam ilustrasi di bawah, tetapi susunan papan mungkin berbeza, melihat penanda IC.

Agar Arduino bekerja dengan RTC, anda memerlukan perpustakaan, tetapi kerana ia tidak dalam pakej IDE Arduino standard, anda perlu memuat turunnya. Terdapat perpustakaan di rangkaian untuk setiap IC yang dipertimbangkan, dan terdapat perpustakaan sejagat yang boleh anda pilih dan mana yang lebih mudah untuk anda memutuskan.

Perpustakaan universal yang dilampirkan - iarduino_rtc.zip. Ambil perhatian bahawa jenis IC ditetapkan secara manual di dalamnya, dan untuk DS1302 kesimpulan yang berkaitan dengannya:

termasuk // Sambungkan perpustakaan
masa iarduino_RTC (RTC_DS3231); / Buat objek masa untuk DS3231 IC
masa iarduino_RTC (RTC_DS1307); // FOR DS1307
masa iarduino_RTC (RTC_DS1302, RST, CLK, DAT); // untuk DS1302.
// Bukan RST, CLK dan DAT, bilangan pin arduino,
// yang mana pin sepadan modul jam disambungkan

Rajah untuk DS1302, sekali lagi ingat bahawa kesimpulan mungkin berbeza:

Gambarajah sambungan DS1302 ke Arduino

Tetapi garis data DS1307 dan DS3231 hanya dihubungkan dengan pin A5 dan A4 Arduino UNO (untuk semakan dan versi lembaga lain, lihat pinout).

RTC ke Arduino Connection Diagram
RTC ke Arduino Connection Diagram

Kesimpulannya

Jam masa nyata membolehkan anda membuat projek di mana setiap proses mesti bermula pada jadual. Dalam hampir mana-mana projek yang agak rumit untuk kegunaan praktikal terdapat keperluan seperti itu, tidak kira sama ada ia adalah sistem penyiraman automatik untuk tumbuhan atau sistem kawalan proses dalam pengeluaran.

Disebabkan kos rendah bahagian dan kesederhanaan penyambungan dan pengaturcaraan, sesiapa sahaja kini boleh melaksanakan sistem sedemikian, walaupun tanpa pengetahuan mendalam mengenai elektronik dan mikrokontroler. Tetapi ini tidak bermakna bahawa kerana terdapat arduino dengan kesederhanaan yang melekat, maka tidak perlu mempelajari perisian dan perkakasan. Sebaliknya, pengetahuan struktur besi dan kod akan membolehkan anda membuat program yang lebih cepat dan lebih kompleks, yang pada masa yang sama mengambil sedikit ruang.

Lihat juga di i.electricianexp.com:

  • Apakah paparan Nextion dan bagaimana untuk bekerja dengan mereka?
  • PIC microcontrollers untuk pemula
  • Jenis dan perkiraan mikrokontroler AVR
  • Pemrogram mikrokontroler dalam JavaScript: mana yang boleh dipilih, ciri ...
  • Mengukur suhu dan kelembapan pada Arduino - pilihan kaedah

  •