DS1302: PIN -Funktion, Betriebsprinzip und Verwendung

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DS1302 Übersicht

DS1302 ist ein Hochleistungs-Echtzeit-Clock-Chip mit geringer Leistung, der vom American Dallas Company produziert wird.Es hat 31 Bytes statischer RAM eingebaut und kommuniziert mit der CPU über die SPI-Drei-Draht-Schnittstelle.Dieser Chip unterstützt den Burst -Modus und kann mehrere Bytes von Taktsignalen und RAM -Daten gleichzeitig übertragen.Die Echtzeit-Taktfunktion bietet Sekunden, Minuten, Stunden, Tag, Woche, Monat und Jahr.Wenn die Anzahl der Tage im Monat weniger als 31 Tage beträgt, kann sie sich automatisch anpassen und eine Entschädigungsfunktion des Schaltjahres haben.DS1302 verfügt über einen breiten Betriebsspannungsbereich und kann zwischen 2,5 und 5,5 V betrieben werden.Es wird ein doppeltes Stromversorgungssystem angewendet, einschließlich der Hauptstromversorgung und des Sicherungsnetzteils, und ermöglicht die Lademethode des Backup -Netzteils eingestellt, wodurch das Backup -Stromversorgung mit Trickle -Strom aufgeladen werden kann.

Alternativen und Äquivalente:

• DS1302+

• DS1302N

• DS1302s

Eigenschaften von DS1302

DS1302 verfügt über die folgenden wichtigen Funktionen:

Design mit geringem Stromverbrauch: Der Chip nimmt ein Design mit geringem Stromverbrauch an, sodass er eine lange Laufzeit liefern kann, wenn sie mit der Batterie betrieben werden.

Datenerspaltefunktion: DS1302 verfügt über eine Datenbindung, was bedeutet, dass die Takt- und Kalenderdaten auch dann beibehalten werden können, wenn die Stromversorgung gesenkt wird, wodurch die Zuverlässigkeit und Kontinuität der Daten sichergestellt wird.

Vereinfachte Schnittstelle: DS1302 kommuniziert mit einem Mikrocontroller oder anderen externen Geräten über eine serielle Schnittstelle (2-Draht oder 3-Draht).Diese vereinfachte Schnittstelle erleichtert die Integration in andere Systeme, um Echtzeit-Taktfunktionen zu implementieren.

Uhr- und Kalenderfunktionen: DS1302 kann Sekunden, Minuten, Stunden, Datum, Monat und Jahr verfolgen.Es bietet vollständige Uhr- und Kalenderfunktionen, um Zeit und Datum genau aufzunehmen.

Taktgenauigkeit: DS1302 verwendet einen Kristalloszillator mit 32,768 kHz, um ein Referenz -Takt -Signal bereitzustellen, sodass es eine hohe Taktgenauigkeit aufweist.Auf diese Weise kann es genaue Zeitinformationen mit sehr kleinen monatlichen Abweichungen bereitstellen.

PIN -Funktionen und Struktur von DS1302

Bei der Pinout von DS1302 ist VCC1 das Backup -Netzteil, während VCC2 die Hauptstromversorgung ist.Der DS1302 sorgt für einen kontinuierlichen Taktbetrieb, auch wenn die Hauptstromversorgung ausgeschaltet ist.Dieser Chip wählt automatisch die Stromversorgungsmethode basierend auf der Spannung zwischen VCC1 und VCC2 aus: Wenn die Spannung von VCC2 größer als VCC1+0,2 V ist, wird DS1302 durch VCC2 angetrieben.Wenn die Spannung von VCC2 weniger als VCC1 ist, wird sie von VCC1 angetrieben.X1 und X2 sind Oszillationsquellen für externes 32,768 kHz -Kristalloszillator.RST ist die RESET/CHIP -SELECT -Zeile.Wenn der erste Mal hoch eingestellt ist, startet es alle Datenübertragungen.Die Funktionen von RST enthalten hauptsächlich zwei Punkte: Eine ist die Steuerlogik, mit der die Adresse/Befehlssequenz in das Schaltregister gesendet werden kann.Das andere besteht darin, ein Mittel zur Beendigung von Einzelbyte- oder Multi-Byte-Datenübertragungen bereitzustellen.Während des Datenübertragungsprozesses wird die Datenübertragung, wenn der RST auf niedriger Niveau eingestellt ist, beendet und der E/A -Pin zu einem Zustand mit hoher Impedanz.Um sicherzustellen, dass der Chip normal funktioniert, müssen wir den ersten Mal niedrig halten, bevor die VCC-Spannung 2,5 V erreicht.Gleichzeitig kann der RST nur dann hoch eingestellt werden, wenn SCLK niedrig ist.E/A ist das Eingangs- und Ausgangsanschluss der seriellen Daten (bidirektional).Die spezifische Arbeitsmethode wird später ausführlich erläutert.SCLK ist immer das Eingangsanschluss und wird für die Synchrondatenübertragung verwendet.

Vorsichtsmaßnahmen für die Verwendung von DS1302

• Anregungsuhrfrequenz: Die Anregungsaktuhrenfrequenz von DS1302 sollte unter 100 kHz liegen, um zu vermeiden, dass der normale Betrieb beeinflusst wird.

• Spannungsstabilisierung: DS1302 reagiert auch empfindlich gegenüber der Spannungsstabilität der Eingangsleistung, sodass dem System eine geeignete Spannungsstabilisierungsschaltung hinzugefügt werden muss.

• Temperatur: Der Temperaturarbeitsbereich von DS1302 wird zwischen 0 ° C und 70 ° C eingestellt.Wenn die Arbeitsumgebungstemperatur diesen Bereich überschreitet, kann sie nachteilige Auswirkungen auf den normalen Betrieb von DS1302 haben.

• Stromversorgungsbereich: Der normale Betriebsspannungsbereich von DS1302 liegt zwischen 2 V und 5,5 V.Wenn die Spannung diesen Bereich überschreitet, kann sie Chipschäden oder langfristige Betriebsinstabilität verursachen.

• Lastkapazität: Die Laststromkapazität des DS1302 -Ausgangssignals ist begrenzt.Wenn die externen LED -Leuchten und andere Geräte eine große Last aufweisen, kann der normale Betrieb betroffen sein.

• Antistatik: Da sich DS1302 normalerweise in einer elektrostatischen Umgebung befindet, müssen wir entsprechende Maßnahmen ergreifen, um zu verhindern, dass sie durch statische Elektrizität beeinträchtigt werden.Vor dem Gebrauch müssen wir beispielsweise den Erdungsdraht anschließen und geeignete antistatische Handschuhe und andere Geräte tragen.

Einführung in das Taktregister von DS1302

• Registrieren Sie sich 0: Das höchste Bit CH ist eine Takt -Stopp -Flagge.Es ist 1 nach dem Stoppen und 0, wenn sie normal arbeiten.Wenn VCC1 schwimmt oder der Akku tot ist, wenn wir das nächste Mal wieder einschalten, lesen.Die verbleibenden 7 Ziffern hoher Ordnung sind die Zehnteil der zweiten und die 4-stelligen Ziffern mit niedriger Ordnung sind die Ziffern der zweiten.

• Register 1: Das höchste Bit ist ungenutzt.Die oberen 3 Bits der verbleibenden 7 Bit sind die Zehnte der Minute, und die unteren 4 Bit sind die Ziffer der Minute.

• Register 2: Wenn Bit7 1 ist, repräsentiert es das 12-Stunden-Format und 0 das 24-Stunden-Format;Bit6 ist auf 0 festgelegt, und Bit5 repräsentiert den Morgen im 12-Stunden-Format, und 1 repräsentiert den Nachmittag.Im 24-Stunden-Format ist es dasselbe wie Bit4.Zusammen repräsentieren sie die Zehnstunde der Stunde, und die unteren 4 Ziffern repräsentieren die Ziffer der Stunde.

• Register 3: Die hohen 2 -Bits sind auf 0, Bit5 und Bit4 befestigt, sind die Zehnteil des Datums, und die niedrigen 4 Bit sind die Einheiten -Ziffern des Datums.

• Register 4: Die hohen 3 -Bits sind auf 0 festgelegt, Bit4 ist die Zehnte des Monats und die niedrigen 4 Bit sind die Ziffer des Monats.

• Register 5: Die oberen 5 Bits sind auf 0 festgelegt, und die unteren 3 Bit repräsentieren den Wochentag.

• Register 6: Die hohen 4 -Bits repräsentieren die Zehnte des Jahres, und die niedrigen 4 Bits repräsentieren die Ziffer des Jahres.Bitte achten Sie besondere Aufmerksamkeit, die 00 bis 99 hier auf die Jahre von 2000 bis 2099 bezieht.

• Register 7: Das höchste Bit ist ein Schreibschutz.Wenn dieses Bit 1 ist, ist das Schreiben von Daten in ein anderes Register oder den 31-Byte-RAM verboten.Daher muss dieses Bit vor dem Schreiben von Daten auf 0 geschrieben werden.

Wie funktioniert DS1302?

DS1302 ist ein Echtzeit-Takt-Chip, dessen Arbeitsprinzip hauptsächlich auf der Kombination von Oszillator und Frequenzteiler basiert.Der Chip verfügt über einen eingebauten 32.768kHz-Oszillator, der durch die Schwingung des Kristalls ein stabiles Frequenzsignal erzeugt.Dieses Frequenzsignal wird dann durch einen Frequenzteiler in einen 1 -Hz -Zeitreferenzimpuls unterteilt.Beim Beginn der Arbeit initialisiert DS1302 seine internen Register durch den Stromrücksatzkreis.Danach verwendet der DS1302 einen Verriegelung, um den 1 -Hz -Impulsausgang vom Oszillator in das interne Zählregister zu verringern.Diese Zählregister speichern die aktuellen Zeitinformationen in Form von BCD (Binary Coded Decimal), einschließlich Jahr, Monat, Tag, Stunde, Minute und zweiter.Darüber hinaus hat DS1302 auch Schreibschutzfunktion.Es kann in schreibgeschützte Modus eingesetzt werden, indem das entsprechende Steuerregister-Bit festgelegt wird, wodurch ein versehentlicher Betrieb oder böswillige Änderungen verhindert werden.Für die Datenzuverlässigkeit speichert DS1302 die Daten im Zählregister im internen SRAM (statischer Zufallszugriffsspeicher).Im Falle eines Stromausfalls wechselt der DS1302 automatisch in den Batterie -Sicherungsmodus, um die anhaltende Speicherung von Daten aufrechtzuerhalten.Wenn die externe Leistung wieder in Verbindung gebracht wird, erholt sich der DS1302 die Daten aus dem SRAM und lädt sie über den Riegel in das Zählregister neu, um die Kontinuität und Genauigkeit der Taktfunktion sicherzustellen.

Referenzschaltung von DS1302

Die Grundschaltung von DS1302 ist in der obigen Abbildung dargestellt.Unter ihnen ist Y2 ein externer Kristalloszillator von 32,768 kHz, der eine stabile Taktquelle für den Chip liefert;P2 ist eine Backup -Batterie, die sicherstellt, dass der Chip weiter verlaufen kann, nachdem die Hauptstromversorgung ausgeschaltet ist.D1 ist eine Diode, die eine Einweg-Leitungsrolle spielt und verhindern, dass die Hauptstromversorgungsspannung zu hoch ist und die Backup-Batterie beschädigt.R6 dient als Pull-up-Widerstand, der die Stabilität der Signalübertragung verbessern kann.

Wie benutze ich DS1302?

Die Schritte zur Verwendung des DS1302 sind wie folgt:

Hardwareverbindung: Schließen Sie den DS1302 -Chip an den Hauptcontroller an.DS1302 muss mit VCC (3,3 V oder 5 V Netzteil), GND (Boden) und der Datenlinie (DIO), der Taktlinie (SCLK) und der Reset -Linie (RST) des Master -Controllers verbunden sein.

Uhreinstellung: Schreiben Sie im normalen Arbeitsmodus das entsprechende Jahr, Monat, Tag, Stunde, Minute und zweite Daten auf DS1302, um die Uhr festzulegen.Ds

Häufig gestellte Fragen [FAQ]

1. Was ist DS1302?

Der DS1302 ist ein genaues Taktmodul, das einen Echtzeit-Takt/einen Calender und 31 Bytes statischer RAM enthält.Die Kommunikation mit dem Host -Mikrocontroller erfolgt über die serielle I2C -Schnittstelle.

2. Was ist der Unterschied zwischen DS1307 und DS1302?

Der DS1302 kommuniziert über eine spezielle 3-Wire-Schnittstelle mit den drei Pins SCLK, E/O (DAT) und CE (RST).Der DS1307 kommuniziert über I2C und erfordert daher nur SDA und SCL.

3. Wie lautet die Versorgungsspannung von DS1302?

Der DS1302 -Chip ist sehr effizient und kann bis zu 5 Jahre lang auf der 3V -Lithiumbatterie ausgeführt werden.Die Versorgungsspannung beträgt 5 V.Das RTC -Modul verwendet das serielle I2C -Kommunikationsprotokoll, wodurch die Schnittstelle dieses Moduls mit dem Mikrocontroller sehr einfach wird.

4. Was ist die Funktion des DS1302 RTC -Moduls?

Mit diesem RTC DS1302 -Echtzeit -Takt -Modul können Sie Ihre Arduino oder MCU verwenden, um Zeit- / Datumsbezogene Funktionen zu erfüllen, z.an einen Benutzer.