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PCF8563 Uhrenchip: Detaillierte Analyse seiner Funktionen und eingebetteter Systemintegration

Katalog

Einführung in PCF8563

PCF8563 ist ein Multifunktions-Takt-CHIP von Industrial-Grade mit integrierter I2C-Busschnittstellenfunktion, das von Philips erzeugt wird und extrem geringer Stromverbrauch ist.Der Chip integriert eine Vielzahl von Alarmfunktionen, Timerfunktionen, Taktionsfunktionen und Interrupt -Ausgangsfunktionen.Es kann verschiedene komplexe Timing -Dienste vervollständigen und Wachhundfunktionen für den Mikrocontroller bereitstellen.Aufgrund seiner hervorragenden Leistung und extrem hohen Kostenleistung wurde PCF8563 in Produkten wie Telefonen, Faxmaschinen, Wasserzähler, Gasmesser, Stromzähler, tragbaren Instrumenten und batteriebetriebenen Instrumenten häufig eingesetzt.

Alternativen und Äquivalente

• SI5216-A2-GTR

• SI5216-B3-GM2R

• SI5216-B3-GTR

• SI52138-A16AGMR

Eigenschaften von PCF8563

• Jahrhundertflagge

• Spannungsdetektor

• Alarm- und Timerfunktionen

• Interne Stromreset

• Open Drain Interrupt Pin öffnen

• Integrierter Oszillatorkondensator

• I2C-Bus-Sklavenadresse: Lesen Sie A3H und schreiben Sie A2H

• Breitbetriebsspannungsbereich: 1,0 bis 5,5 V.

• 400 kHz Zwei-Wire-I2C-Bus-Schnittstelle (bei VDD = 1,8 bis 5,5 V)

• Strom mit geringer Sicherung;Typisch 0,25 µA bei VDD = 3,0 V und Temp = 25 ° C

• Programmierbare Taktausgabe für periphere Geräte (32,768 kHz, 1,024 kHz, 32 Hz und 1 Hz)

• Bietet Jahr, Monat, Tag, Wochentag, Stunden, Minuten und Sekunden basierend auf 32,768 kHz Quarzkristall

Hauptfunktionen von PCF8563

Timer -Funktionsmodus

Der Timer von PCF8563 ist ein Countdown -Timer, der bei TE = 1 wirksam ist.Der Countdown -Wert wird durch die Binärzahl im OFH -Register bestimmt.Wenn der Countdown -Wert 00 erreicht, wird das TF -Bit auf 1 gesetzt. Wenn E = 1 zur gleichen Zeit eingestellt ist und auf 1 eingestellt ist, erzeugt es ein Interrupt -Signal auf dem /int -Pin.Das Interrupt -Signal ist auf niedrigem Niveau aktiv, ähnlich wie der Alarm -Interrupt.

Das Timer -Interrupt -Signal von PCF8563 verfügt über zwei Modi, die vom T/TP -Bit gesteuert werden.Wenn Ti/TP = 0 eingestellt ist, entspricht das Interrupt -Signal dem Alarm -Interrupt -Signal beides im niedrigen Pegelmodus.Zu diesem Zeitpunkt kann das Interrupt -Signal durch Einstellen von TF = 0 gelöscht werden.Wenn ti/tp = 1, befindet sich das Interrupt-Signal im Pulsmodus und seine Breite mit niedriger Ebene beträgt etwa 15 ms.In diesem Modus ist der Einfluss des TF -Bits vernachlässigbar.Es ist zu erkennen, dass das Krawatte dem zeitgesteuerten Interrupt -Aktivierungsbit im Mikrocontroller entspricht, und TF entspricht dem zeitgesteuerten Interrupt -Anwendungsflag.Es ist erwähnenswert, dass die Timer -Funktion und die Alarmfunktion gleichzeitig wirksam sein können.

Alarmfunktionsmodus

PCF8563 verfügt über vier Alarmmodi, nämlich Stundenalarm, täglicher Alarm, monatlicher Alarm und wöchentlicher Alarm.Wenn ein Alarm auftritt, ändert sich das AF -Bit auf 1. Um die Alarmfunktion effektiv zu machen, müssen wir das höchste Bit des entsprechenden Alarmregisters auf 0 festlegenEin aktives Interrupt-Signal mit niedrigem Niveau auf dem /int-Pin, während AF auf 1 eingestellt ist. Der Weg zum Löschen des Interrupt-Signals besteht darin, das AF-Bit durch Software zu löschen.Es ist ersichtlich, dass AIE dem Interrupt -Aktivierungsbit im Mikrocontroller entspricht, während AF dem Interrupt -Anwendungsflag entspricht.

Blockdiagramm von PCF8563

Wie funktioniert PCF8563?

PCF8563 hat 16 8-Bit-Register.Diese Register umfassen ein automatisches Inkrementierungsregister, ein integrierter 32.768kHz-Oszillator (mit einem integrierten Kondensator), einen Frequenzteiler (der die Quelluhr für die Echtzeit-Uhr RTC bereitstellt), einen programmierbaren Taktausgang, einen Timer, eineAlarm, ein Brownout -Detektor und eine 400 kHz I2C -Busschnittstelle.

Alle 16 Register sind als adressierbare 8-Bit-Parallelregister konzipiert, aber nicht alle Bits haben tatsächliche Funktionen.Unter ihnen werden die ersten beiden Register (Speicheradressen 00H und 01H) als Kontrollregister bzw. Statusregister verwendet.Speicheradressen 02H bis 08H werden für Taktzähler verwendet.Die Adressen 09h bis 0Ch sind Alarmregister, die zur Definition von Alarmbedingungen verwendet werden.Adresse 0DH steuern Sie die Ausgangsfrequenz des Clkout -Pin;und die Adressen 0EH und 0FH werden für das Timer -Steuerregister und das Timer -Register verwendet.Das Codierungsformat der Sekunden, Minuten, Stunden, Tage, Monate, Jahre und winzigen Alarm-, Stundenalarm- und Tagesalarmregister ist BCD.Während der Wochentag und der Wochentag Alarmregister im BCD -Format nicht codiert werden.Wenn das RTC -Register gelesen wird, wird der Inhalt aller Zähler festgelegt, um sicherzustellen, dass während der Übertragung kein falsches Lesen des Taktkalenderchips auftritt.

Anwendungsschaltung von PCF8563

Der PCF8563 -Anwendungskreis enthält hauptsächlich eine Taktschaltung, einen Chip -Anschlusspersonalversorgungskreis und eine I2C -Busverbindungsschaltung.

Zunächst verwendet der Taktkreis einen externen Kristalloszillator als Hauptfrequenzquelle, um eine genaue Zeitberechnung und -anzeige sicherzustellen.Die Frequenz des Oszillators kann nach Bedarf eingestellt werden. Durch die Auswahl der entsprechenden Frequenz, beispielsweise durch die Verwendung einer Wechselrichterschaltung.

Zweitens ist der Chip an Stromversorgungsschaltungen einschließlich Batteriestrom und externer Strom auf zwei Arten angeschlossen.Mit der Batterieleistung kann der PCF8563 ohne externe Leistung weiter funktionieren, um genaue Zeit und Datum zu erhalten.Die externe Stromversorgung wird dann verwendet, um den Chip mit Strom zu versorgen und zu laden.Es gibt auch eine Spannungsreglerschaltung, um sicherzustellen, dass der Chip angesichts der Spannungsschwankungen ordnungsgemäß arbeiten kann.

Schließlich wird die I2C -Busverbindungsschaltung verwendet, um das PCF8563 an das Hauptsteuergerät anzuschließen.Da das PCF8563 das I2C -Buskommunikationsprotokoll übernimmt, kann das Hauptsteuergerät die Datenübertragung mit dem PCF8563 über den I2C -Bus realisieren, wodurch mehrere Funktionen ausgeführt werden, z. B. das Erhalten von Zeit und Datum und das Festlegen des Weckers.Die I2C -Busverbindungsschaltung besteht hauptsächlich aus der SCL -Taktlinie und der SDA -Datenlinie.Das Signal wird filtriert und stabilisiert, indem geeignete Widerstände und Kondensatoren angeschlossen werden, um die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Datenübertragung sicherzustellen.

Grenzwerte von PCF8563 einschränken

Gemäß dem absoluten maximalen Bewertungssystem (IEC 60134).

Wie wird PCF8563 in eingebetteten Systemen verwendet?

Die Anwendung von PCF8563 im eingebetteten System umfasst hauptsächlich Hardwareverbindungen und Softwareeinstellungen.In Bezug auf die Hardwareverbindung müssen wir zunächst das PCF8563 -Modul mit der Mikrocontroller -Entwicklungskarte korrekt anschließen.Da das PCF8563 -Modul mit einer I2C -Schnittstelle ausgestattet ist, müssen wir die SDA- (Datenlinien-) und SCL -Stifte (Taktlinie) des Moduls an die entsprechenden Stifte der MCU -Entwicklungskarte anschließen.Um den stabilen Betrieb des Moduls zu gewährleisten, müssen wir außerdem sicherstellen, dass die Strom- und Grundleitungen korrekt angeschlossen sind, um eine stabile Betriebsspannung bereitzustellen.

Zweitens müssen wir in Bezug auf die Software -Setup zunächst sicherstellen, dass die anwendbare Entwicklungsumgebung auf dem MCU -Entwicklungsausschuss installiert wurde und der I2C -Bus korrekt konfiguriert wurde.Abhängig von der verwendeten Entwicklungs- und Programmiersprache müssen wir möglicherweise auch die entsprechenden Bibliotheken oder Treiber installieren.Beim Schreiben des Code können wir entsprechende Funktionen oder Befehle verwenden, um die Zeit- und Datumsinformationen aus dem PCF8563-Echtzeit-Taktmodul zu lesen und auf dem seriellen Monitor oder einem anderen Ausgabegerät des eingebetteten Systems anzuzeigen.

Häufig gestellte Fragen [FAQ]

1. Wie lautet die I2C -Adresse von PCF8563?

Die Schreibadresse von PCF8563 I2C lautet 0xa2 und die Lesadresse ist 0xa3.

2. Ist PCF8563 für Anwendungen mit geringer Leistung geeignet?

Ja, PCF8563 ist für einen geringen Stromverbrauch ausgelegt, wodurch er für batteriebetriebene Geräte und andere Anwendungen geeignet ist, bei denen die Stromversorgung wichtig ist.

3. Was sind die Hauptmerkmale von PCF8563?

Zu den PCF8563-Funktionen gehören Echtzeituhr/Kalender, Alarmfunktionen, automatische Kompensation für Schaltjahre und Monate mit weniger als 31 Tagen und geringem Stromverbrauch.

4. Was ist PCF8563?

Der PCF8563 ist eine CMOS-Echtzeituhr (RTC) und Kalender, die für niedrigen Stromverbrauch optimiert ist.Ein programmierbarer Taktausgang, ein Interruptausgang und ein Spannungs-Tiefendetektor sind ebenfalls bereitgestellt.Alle Adressen und Daten werden seriell über einen zweizeiligen bidirektionalen I²C-Bus übertragen.