O que são relógios em tempo real?
Relógios em tempo real (RTC), como o nome recomenda são módulos de relógio. O relógio em tempo real DS1307 (RTC) IC é um dispositivo de 8 pinos que usa uma interface I2C. O DS1307 é um relógio / calendário de baixa energia com 56 bytes de SRAM de bateria reserva. O relógio / calendário fornece dados qualificados de segundos, minutos, horas, dia, data, mês e ano. A data de término de cada mês é ajustada automaticamente, especialmente para meses com menos de 31 dias.
Eles estão disponíveis como circuitos integrados (ICs) e supervisionam a temporização como um relógio e também operam a data como um calendário. A principal vantagem do RTC é que eles têm um arranjo de bateria reserva que mantém o relógio / calendário funcionando mesmo se houver falta de energia. Uma corrente excepcionalmente pequena é necessária para manter o RTC animado. Podemos encontrar esses RTCs em muitas aplicações, como sistemas embarcados e placas-mãe de computador, etc. Neste artigo, veremos sobre um dos relógios de tempo real (RTC), ou seja, DS1307.
Descrição do pino de DS1307:
Pino 1, 2: Conexões para cristal de quartzo padrão de 32,768 kHz. O circuito do oscilador interno deve funcionar com um cristal com uma capacitância de carga especificada de 12,5pF. X1 é a entrada para o oscilador e pode, alternativamente, ser conectado a um oscilador externo de 32,768 kHz. A saída do oscilador interno, X2, é desviada se um oscilador externo estiver conectado a X1.
Pino 3 : Entrada de bateria para qualquer célula de lítio 3V padrão ou outra fonte de energia. A tensão da bateria deve estar entre 2 V e 3,5 V para uma operação adequada. A tensão nominal do ponto de disparo de proteção contra gravação na qual o acesso ao RTC e à RAM do usuário é negado é definida pelo circuito interno como 1,25 x VBAT nominal. Uma bateria de lítio com 48mAhr ou mais fará backup do DS1307 por mais de 10 anos na ausência de energia a 25ºC. UL reconhecido para garantir contra corrente de carga reversa quando utilizado como parte de uma bateria de lítio.
Pino 4: Terra.
Pino 5: Entrada / saída de dados seriais. A entrada / saída para a interface serial I2C é o SDA, que é um dreno aberto e requer um resistor pull up, permitindo um pull up de tensão de até 5,5V. Independentemente da tensão no VCC.
Pino 6: Entrada de relógio serial. É a entrada de relógio da interface I2C e é usada na sincronização de dados.
Pino 7: Onda quadrada / driver de saída. Quando habilitado, o bit SQWE definido como 1, o pino SQW / OUT emite uma das quatro frequências de onda quadrada (1Hz, 4 kHz, 8 kHz e 32 kHz). Este também é um dreno aberto e requer um resistor pull-up externo. Requer a aplicação de Vcc ou Vb at para operar SQW / OUT, com uma tensão de pull up permitida de 5,5 V e pode ser deixado flutuando, se não for usado.
Pin 8: Fonte de alimentação primária. Quando a tensão é aplicada dentro dos limites normais, o dispositivo fica totalmente acessível e os dados podem ser gravados e lidos. Quando uma fonte de backup é conectada ao dispositivo e o VCC está abaixo do VTP, as leituras e gravações são inibidas. No entanto, em baixas tensões, a função de cronometragem ainda funciona.
Características:
- Sinal de saída de onda quadrada programável
- Detecção automática de falha de energia e comutação de circuitos
- Consome menos de 500nA em modo de bateria reserva com oscilador em execução
- Disponível em 8 pinos DIP ou SOIC
- Underwriters Laboratory (UL) reconhecido
- O relógio em tempo real (RTC) conta segundos, minutos, horas, data do mês, mês, dia da semana e ano com compensação de ano bissexto válido até 2100
- RAM não volátil de 56 bytes para armazenamento de dados
- Interface de dois fios (I2C)
O uso do DS1307 é basicamente escrito e lido nos registros desse chip. A memória contém todos os 64 registros DS1307 de 8 bits que são endereçados de 0 a 63 (de 00H a 3FH o sistema hexadecimal). Os primeiros oito registros são usados para o registro do relógio, os 56 vagos restantes podem ser usados como a variável temporária da RAM, se desejado. Os primeiros sete registros contêm informações sobre a hora do relógio, incluindo: segundos, minutos, horas, secundário, data, mês e ano. O DS1307 inclui vários componentes, como circuitos de energia, circuitos osciladores, controlador lógico e circuito de interface I2C e o registrador de ponteiro de endereço (ou RAM). Vamos ver o funcionamento do DS1307.
Trabalho de DS1307:
No circuito simples, as duas entradas X1 e X2 são conectadas a um oscilador de cristal de 32,768 kHz como fonte para o chip. O VBAT é conectado à cultura positiva de um chip de bateria de 3V. A alimentação Vcc para a interface I2C é de 5 V e pode ser fornecida usando microcontroladores. Se a fonte de alimentação Vcc não for concedida, as leituras e as gravações são inibidas.
As condições START e STOP são necessárias quando um dispositivo deseja estabelecer comunicação com um dispositivo na rede I2C.
- Ao fornecer um código de identificação do dispositivo e um endereço de registro, podemos implementar a condição START para acessar o dispositivo.
- Os registros podem ser acessados em ordem serial até que uma condição STOP seja implementada
A condição de PARTIDA e a condição de PARADA quando a comunicação DS1307 I2C com o microcontrolador é mostrada na figura abaixo.
O dispositivo está configurado mencionado na figura abaixo. O DS1307 tem o barramento de 2 fios conectado a dois pinos da porta de E / S do DS5000: SCL - P1.0, SDA - P1.1. O VDDa tensão é 5V, RP= 5KΩ e o DS5000 é por meio de um cristal de 12 MHz. O outro dispositivo secundário pode ser qualquer outro dispositivo que reconheça o protocolo de 2 fios, como o termômetro digital e termostato DS1621. A interface com o D5000 foi habilitada usando o hardware e software do Kit DS5000T. Esses kits de desenvolvimento permitem que o PC seja usado como um terminal burro usando as portas seriais do DS5000 para substituir algumas palavras pelo teclado e monitor. 
Disposição típica de barramento de 2 fios, o seguinte protocolo de barramento foi definido durante a troca de informações de dados, a linha de dados deve permanecer estável sempre que a linha do clock estiver alta. Mudanças na linha de dados enquanto a linha do relógio está alta serão interpretadas como sinais de controle.
Consequentemente, as seguintes condições de ônibus foram definidas:
Iniciar transferência de dados : Uma mudança no estado da linha de dados de alto para baixo, enquanto a linha do relógio está alta, define uma condição de INÍCIO.
Pare a transferência de dados : Uma mudança no estado da linha de dados de baixo para alto, enquanto a linha do relógio está alta, define a condição STOP.
Dados válidos : O estado da linha de dados representa dados válidos quando, após uma condição de START, a linha de dados é estável durante o período alto do sinal do relógio. Os dados na linha devem ser alterados durante o período baixo do sinal do relógio. Existe um pulso de clock por bit de dados.
Cada transferência de dados é iniciada com uma condição START e terminada com uma condição STOP. O número de bytes de dados transferidos entre as condições de START e STOP não é limitado e é determinado pelo dispositivo mestre. A informação é transferida por byte e cada receptor confirma com um nono bit.
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