Категорије: Склопови микроконтролера
Број прегледа: 3195
Коментари на чланак: 0

РТЦ часовнички чипови у стварном времену - сврха, врсте и примери употребе

 

Да бисте извршили било које задатке повезане са аутоматизацијом, често морате рачунати одређене временске интервале. Понекад се то ради рачунањем одређеног броја периода циклуса сата или машине.

Међутим, иако их прате у одређеној фреквенцији и најчешће зависе од кварцног резонатора, приликом извођења операција у реалном времену, а нарочито ако су везани за доба дана, они се померају у времену. Да бисте решили овај проблем, користите сата у стварном времену или РТЦ чипове.


Шта је ово?

РТЦ (сат у реалном времену, руски сат у реалном времену) је врста микро круга намењеног бројању времена у „стварним“ јединицама (секунди, минута, сати, итд.).

Они зависе од извора напајања, који може бити или спољашњи, у облику заменљиве батерије или литијумске батерије, или интегрисан у кућиште микроконтроле (види слику испод). Сигнали такта за извештавање времена могу се добити од екстерног кварцни резонатори ређе - са мреже напајања.

Тачност очитања зависи од квалитета и прецизности подешавања унутрашњег осцилатора или спољног кристалног осцилатора. Истовремено, тачност кварца и РТЦ-а наведена је не у хертз-у и не у процентима, већ у "ппм", на пример ± 12 ппм, ± 50 ппм. Ово значи делове по милиону, односно број делова на милион неке просечне вредности.

РТЦ чип у реалном времену

Сатови у реалном времену могу се реализовати на основу микроконтролера, међутим, употреба посебних чипова може смањити потрошњу енергије, јер већина микроконтролера чак и у режиму мировања (или режиму мале снаге) троши више енергије од специјалних интегрисаних кругова (ИЦ). РТЦ-ови се такође могу интегрисати у сам микроконтролер (као у СТМ32).

Захваљујући сату у стварном времену на вашем рачунару, време и датум након што је искључен из мреже не искључују се, у овом случају раде од батерије ЦР2032 инсталиране у конектору на матичној плочи, она такође напаја БИОС чип како се поставке у њему не изгубе.

РТЦ чип са уграђеном батеријом

Класификација

Класификација РТЦ чипова може се разликовати од произвођача до произвођача. Најчешћи сатови у стварном времену таквих произвођача као што су: Маким Интегратед и СТМицроелецтроницс. На тржишту постоје микрочипови других компанија:

  • Интерсил Цорпоратион (ДЦ Ренесас Елецтроницс);

  • Цимбет (ЕнерЦхип ™ РТЦ линија, карактеристична карактеристика - уграђена чврста батерија);

  • НКСП (РТЦ са календаром, који подржава И2Ц или СПИ протоколе)

  • Зилог;

  • Епсон

  • ОН полуводич.

Модул сата у реалном времену са чипом ДС1307

Маким Интегратед користи тип контролног интерфејса као главни критеријум за класификацију РТЦ чипова, и то:

1. РТЦ чипови са серијским управљачким интерфејсом: И2Ц, 3-жилни, СПИ.

2. Са паралелним управљачким интерфејсом:

  • са мултиплексираном адресом / магистралом података;

  • са заједничком адресом и аутобусима података;

  • са једножичним интерфејсом.

Модул сата у реалном времену

Такође можете класификовати према формату презентације података:

  • Календар У облику шаблона ИИ-ММ-ДД за датум и ХХ-ММ-СС за време, време и њихове друге формате;

  • Бинарни У облику континуираног бинарног бројача временских јединица (секунди или њихових фракција).

У зависности од намене микро круга у кругу уређаја и његове врсте, ако је ИЦ са календарским приказом, он ће радити као уобичајени сат, а у случају бинарног, за апликације као што су извештаји о временским периодима, на пример, рок важења лиценце, гарантни рок или уређаји за снимање нечега (на пример, електрични бројила), на пример, у Маким-овом интегрисаном каталогу они се називају „истекло време бројило времена“ - бројач протеклог времена, пример таквог ИЦ је ДС1683.

У осталим случајевима, микрочастени у реалном времену могу се класификовати по функционалности или другим карактеристикама:

  • Присуство уграђеног генератора или је неопходно користити спољни генератор (кварц).

  • Присуством уграђеног извора напајања или могућности коришћења спољне батерије.

  • Према врсти и величини интерне меморије и протокола комуникације са „спољним“ светом (горе описано).

  • Присуством фантомског (фантомског) интерфејса за приступ унутрашњим регистрима микро круга (за подешавање, подешавање режима или читање вредности).

  • Остале функције: чувар, аларм, други излаз, контрола напајања, могућност пуњења спољне батерије итд.

И на крају, многи произвођачи класификују своје уређаје према нивоу потрошње енергије, у просеку се тренутна потрошња креће од 200 до 1500 нА, али могу такође да изађу из овог опсега, у зависности од специфичног ИЦ и произвођача.


Аматерска радио вежба

Сатови у стварном времену често се користе заједно са популарним платформама за развој и прототипирање као што је породица Ардуино и приликом развоја уређаја на било којим другим микроконтролерима, као и Распберри Пи породични микрорачунари и слично.

Употреба РТЦ чипова у аматерској радио пракси

Данас индустрија производи модуле са РТЦ-ом, у облику одвојене плочице или штитника. Предност ове врсте модула је у томе што нема потребе за ширењем плоче и одмотавањем микро круга, кабелског снопа, држача батерије и тако даље.

Погодни су за употребу како за готове уређаје, тако и за израду модела - можете користити скакаче с утикачима и конекторима као што је Дупонт, ако на модул инсталирате чешаљ или да лемите жице директно на нокте на плочи (види - Савети за брзу монтажу плоча на табли).

Модули са РТЦ-ом

Међу ардуино и модерним домаћим произвођачима најчешће се користе Маким интегрисани микрочасни склопови у стварном времену и модули засновани на њима, а то су:

  • ДС1302;

  • ДС1307;

  • ДС3231.

Њихове разлике приказане су у табели испод.

Карактеристике чипова ДС1302, ДС1307 и ДС3231

Као што видите, сви комуницирају с микроконтролером преко И2Ц сабирнице, а ДС1302 путем СПИ, мада је у технички лист "једноставан 3-жични серијски интерфејс погодан за већину микроконтролера." И може повезати не само то до 10-13 игле Ардуинона којима су пинови додељени су СПИ, али код осталих уграђених у скици, склопови ће бити нижи. Скупу података за ове ИЦ-ове са свим техничким подацима приложите уз чланак.

Технички листови за чипове у реалном времену:

Ардуино УНО подржава оба ова протокола, која можете видети на доњем дијаграму (означени љубичастом и сивом бојом за СПИ и И2Ц, респективно).

Ардуино уно

Као Распберри пи.

Распберри пи

То значи да можете користити било који од ових модула са сваке платформе. Спољне разлике модула можете видети на доњој слици, али изглед плоче може се разликовати, погледајте ИЦ ознаку.

Да би Ардуино могао радити са РТЦ-ом, потребна вам је библиотека, али пошто није у стандардном Ардуино ИДЕ пакету, морате је преузети. На мрежи постоје библиотеке за сваки од разматраних ИЦ-ова, а постоје и универзалне библиотеке које можете изабрати и које ће вам бити згодније да одлучите.

Универзална библиотека у прилогу - иардуино_ртц.зип. Имајте на уму да се ИЦ тип ручно поставља у њему, а за ДС1302 закључке на које је повезан:

укључују // Повежите библиотеку
иардуино_РТЦ време (РТЦ_ДС3231); // Креирајте временски објекат за ДС3231 ИЦ
иардуино_РТЦ време (РТЦ_ДС1307); // ЗА ДС1307
иардуино_РТЦ време (РТЦ_ДС1302, РСТ, ЦЛК, ДАТ); // за ДС1302.
// Уместо РСТ, ЦЛК и ДАТ, бројеви ардуино пинова,
// на које су прикључени одговарајући игле модула сата

Дијаграм за ДС1302, још једном подсетите да закључци могу бити различити:

Дијаграм везе ДС1302 за Ардуино

Али дата-линија ДС1307 и ДС3231 повезује се само са А5 и А4 иглама Ардуино УНО (за остале ревизије и верзије плоче погледајте закључак).

РТЦ на Ардуино дијаграм повезивања
РТЦ на Ардуино дијаграм повезивања

Закључак

Сатови у реалном времену омогућавају вам да правите пројекте у којима било који процес мора почети по распореду. У скоро сваком релативно сложеном пројекту за практичну употребу постоји таква потреба, није важно да ли је у питању аутоматски систем за наводњавање биљака или систем за контролу процеса у производњи.

Због ниске цене делова и једноставности повезивања и програмирања, сада свако може имплементирати такве системе, чак и без детаљног знања о електроници и микроконтролерима. Али то не значи да, пошто постоји ардуино са својственом једноставношћу, нема потребе за проучавањем софтвера и хардвера. Напротив, познавање структуре жељеза и кода омогућиће вам да правите брже и сложеније програме, који истовремено заузимају мање простора.

Погледајте и на електрохомепро.цом:

  • Шта су Нектион екрани и како радити са њима?
  • ПИЦ микроконтролери за почетнике
  • Врсте и распоред АВР микроконтролера
  • Програмирани микроконтролери у ЈаваСцрипт-у: који одабрати, карактеристике ...
  • Мерење температуре и влажности на Ардуину - избор метода

  •