DS1302: función PIN, principio de operación y uso

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Descripción general de DS1302

DS1302 es un chip de reloj en tiempo real de alta potencia y de bajo rendimiento producido por la compañía estadounidense de Dallas.Tiene 31 bytes incorporados de RAM estática y se comunica con la CPU a través de la interfaz SPI de tres hilos.Este chip admite el modo de ráfaga y puede transmitir múltiples bytes de señales de reloj y datos de RAM al mismo tiempo.La función de reloj en tiempo real proporciona información de segundos, minutos, horas, día, semana, mes y año.Cuando el número de días en el mes es inferior a 31 días, puede ajustarse automáticamente y tiene una función de compensación de año bisiesto.DS1302 tiene un amplio rango de voltaje operativo y puede operar entre 2.5 y 5.5V.Adopta un sistema de fuente de alimentación dual, que incluye la fuente de alimentación principal y la fuente de alimentación de respaldo, y permite establecer el método de carga de la fuente de alimentación de respaldo, con la capacidad de cargar la fuente de alimentación de respaldo con corriente de goteo.

Alternativas y equivalentes:

• DS1302+

• DS1302N

• DS1302S

Características de DS1302

DS1302 tiene las siguientes características clave:

Diseño de bajo consumo de energía: el chip adopta un diseño de bajo consumo de energía, por lo que puede proporcionar un tiempo de ejecución largo cuando está alimentado por la batería.

Función de retención de datos: DS1302 tiene una función de retención de datos, lo que significa que el reloj y los datos del calendario aún se pueden mantener incluso cuando se corta la potencia, asegurando así la confiabilidad y continuidad de los datos.

Interfaz simplificada: DS1302 se comunica con un microcontrolador u otros dispositivos externos a través de una interfaz en serie (2 o 3 hilos).Esta interfaz simplificada facilita la integración con otros sistemas para implementar la funcionalidad de reloj en tiempo real.

Funciones de reloj y calendario: DS1302 puede rastrear segundos, minutos, horas, fecha, mes y año.Proporciona funciones completas de reloj y calendario para registrar con precisión la hora y la fecha.

Precisión del reloj: DS1302 utiliza un oscilador de cristal de 32.768 kHz para proporcionar una señal de reloj de referencia, por lo que tiene una alta precisión del reloj.Esto le permite proporcionar información de tiempo precisa con desviaciones mensuales muy pequeñas.

Funciones de PIN y estructura de DS1302

En el pinout de DS1302, VCC1 es la fuente de alimentación de respaldo, mientras que VCC2 es la principal fuente de alimentación.El DS1302 garantiza la operación continua del reloj incluso cuando se apaga la fuente de alimentación principal.Este chip seleccionará automáticamente el método de fuente de alimentación basado en el voltaje entre VCC1 y VCC2: cuando el voltaje de VCC2 es mayor que VCC1+0.2V, DS1302 está alimentado por VCC2;Cuando el voltaje de VCC2 es menor que VCC1, está alimentado por VCC1.X1 y X2 son fuentes de oscilación para oscilador de cristal externo de 32.768 kHz.RST es la línea de selección de restablecimiento/chip.Cuando RST se establece alto, iniciará todas las transferencias de datos.Las funciones de RST incluyen principalmente dos puntos: uno es la lógica de control, que permite que la secuencia de dirección/comando se envíe al registro de desplazamiento;El otro es proporcionar un medio para terminar la transferencia de datos de un solo byte o múltiples bytes.Durante el proceso de transferencia de datos, si RST se establece en bajo nivel, la transferencia de datos se terminará y el PIN de E/S se convertirá en un estado de alta impedancia.Durante la operación de encendido, para garantizar que el chip funcione normalmente, debemos mantener primero antes de que el voltaje VCC alcance 2.5V.Al mismo tiempo, el RST se puede establecer alto solo cuando SCLK es bajo.La E/S es el terminal de entrada y salida de datos en serie (bidireccionales).El método de trabajo específico se explicará en detalle más adelante.SCLK es siempre el terminal de entrada y se usa para la transmisión de datos sincrónicos.

Precauciones para usar DS1302

• Frecuencia del reloj de excitación: la frecuencia del reloj de excitación de DS1302 debe estar por debajo de 100 kHz para evitar afectar su funcionamiento normal.

• Estabilización de voltaje: DS1302 también es sensible a la estabilidad de voltaje de la fuente de alimentación de entrada, por lo que se debe agregar un circuito de estabilización de voltaje apropiado al sistema.

• Temperatura: el rango de trabajo de temperatura de DS1302 se establece entre 0 ° C y 70 ° C.Si la temperatura del entorno de trabajo excede este rango, puede tener efectos adversos en el funcionamiento normal de DS1302.

• Rango de suministro de alimentación: el rango de voltaje operativo normal de DS1302 está entre 2 V y 5.5V.Si el voltaje excede este rango, puede causar daños en el chip o inestabilidad de operación a largo plazo.

• Capacidad de carga: la capacidad de corriente de carga de la señal de salida DS1302 es limitada.Si las luces LED externos y otros equipos tienen una carga grande, su funcionamiento normal puede verse afectado.

• Antiestático: dado que DS1302 generalmente se encuentra en un entorno electrostático, debemos tomar las medidas correspondientes para evitar que sea interferir con electricidad estática.Por ejemplo, antes de usar, necesitamos conectar el cable de tierra y usar guantes antiestáticos apropiados y otros equipos.

Introducción al registro de reloj de DS1302

• Registrar 0: el CH de bit más alto es una bandera de parada de reloj.Es 1 después de detenerse y 0 cuando se trabaja normalmente.Si VCC1 está flotando o la batería está muerta, cuando encendemos nuevamente la próxima vez, lee este bit, entonces este bit será 1. Podemos usar este bit para determinar si el reloj todavía se está ejecutando normalmente después de que el sistema de microcontrolador esté encendido.Los 7 dígitos de alto orden restantes son los dígitos de decenas del segundo, y los 4 dígitos de bajo orden son los dígitos del segundo.

• Registro 1: el bit más alto no se usa.Los 3 bits superiores de los 7 bits restantes son el dígito de decenas del minuto, y los 4 bits inferiores son los dígitos del minuto.

• Registro 2: si BIT7 es 1, representa el formato de 12 horas y 0 representa el formato de 24 horas;BIT6 se fija a 0, y BIT5 representa la mañana en el formato de 12 horas, y 1 representa la tarde.En el formato de 24 horas, es lo mismo que BIT4.Juntos representan el dígito decenas de la hora, y los 4 dígitos inferiores representan los dígitos de la hora.

• Registro 3: los 2 bits altos se fijan a 0, bit5 y bit4 son los dígitos de decena de la fecha, y los 4 bits bajos son los dígitos de las unidades de la fecha.

• Registro 4: los 3 bits altos se fijan a 0, bit4 es el dígito de decenas del mes y los 4 bits bajos son los dígitos del mes.

• Registro 5: los 5 bits superiores se fijan a 0, y los 3 bits inferiores representan el día de la semana.

• Registro 6: los 4 bits altos representan el dígito de decenas del año, y los 4 bits bajos representan los dígitos del año.Preste especial atención que 00 a 99 aquí se refiere a los años 2000 a 2099.

• Registrar 7: el bit más alto es un bit de protección de escritura.Si este bit es 1, está prohibido escribir datos en cualquier otro registro o la RAM de 31 bytes.Por lo tanto, este bit debe escribirse en 0 antes de escribir datos.

¿Cómo funciona DS1302?

DS1302 es un chip de reloj en tiempo real cuyo principio de trabajo se basa principalmente en la combinación de oscilador y divisor de frecuencia.El chip tiene un oscilador incorporado de 32.768 kHz, que genera una señal de frecuencia estable a través de la oscilación del cristal.Esta señal de frecuencia se divide por un divisor de frecuencia en un pulso de referencia de tiempo de 1Hz.Al comenzar a trabajar, DS1302 inicializa sus registros internos a través del circuito de reinicio de encendido.Posteriormente, el DS1302 usa un pestillo para enganchar la salida de pulso de 1Hz del oscilador en el registro de conteo interno.Estos registros de conteo almacenan la información de tiempo actual en forma de BCD (decimal codificado binario), incluido año, mes, día, hora, minuto y segundo.Además, DS1302 también tiene una función de protección de escritura.Se puede poner en modo de solo lectura estableciendo el bit de registro de control correspondiente, evitando así una operación accidental o cambios maliciosos.Para la confiabilidad de los datos, DS1302 almacena los datos en el registro de conteo en el SRAM interno (memoria de acceso aleatorio estático).En el caso de un corte de energía, el DS1302 cambia automáticamente al modo de respaldo de la batería para mantener el almacenamiento persistente de datos.Cuando se vuelve a conectar la potencia externa, el DS1302 recupera los datos del SRAM y lo recarga en el registro de conteo a través del pestillo, asegurando la continuidad y la precisión de la función del reloj.

Circuito de referencia de DS1302

El circuito básico de DS1302 se muestra en la figura anterior.Entre ellos, Y2 es un oscilador de cristal externo de 32.768 kHz, que proporciona una fuente de reloj estable para el chip;P2 es una batería de respaldo, asegurando que el chip pueda continuar funcionando después de que la fuente de alimentación principal esté apagada;D1 es un diodo, que juega un papel de conducción unidireccional, evitando efectivamente que el voltaje principal de la fuente de alimentación sea demasiado alto y dañe la batería de respaldo;R6 sirve como una resistencia pull-up, que puede mejorar la estabilidad de la transmisión de la señal.

¿Cómo usar DS1302?

Los pasos para usar el DS1302 son los siguientes:

Conexión de hardware: conecte el chip DS1302 al controlador principal.DS1302 debe conectarse a VCC (3,3V o 5V de la fuente de alimentación), GND (tierra) y la línea de datos (DIO), línea de reloj (SCLK) y reinicio (RST) del controlador maestro.

Configuración del reloj: en el modo de trabajo normal, escriba el año, mes, día, hora, minuto y segundo de datos a DS1302 para establecer el reloj.Ds

Preguntas frecuentes [Preguntas frecuentes]

1. ¿Qué es DS1302?

El DS1302 es un módulo de reloj preciso que contiene un reloj/calendario en tiempo real y 31 bytes de RAM estática.La comunicación con el microcontrolador host es a través de la interfaz I2C serie.

2. ¿Cuál es la diferencia entre DS1307 y DS1302?

El DS1302 se comunica a través de una interfaz especial de 3 hilos utilizando los tres pines SCLK, E/S (DAT) y CE (RST).El DS1307 se comunica a través de I2C y, por lo tanto, solo requiere SDA y SCL.

3. ¿Cuál es el voltaje de suministro de DS1302?

El chip DS1302 es muy eficiente y puede funcionar con la batería de litio de 3V por hasta 5 años.El voltaje de suministro es de 5V.El módulo RTC utiliza el protocolo de comunicación I2C Serial, que facilita la interfaz de este módulo con el microcontrolador.

4. ¿Cuál es la función del módulo RTC DS1302?

Este módulo de reloj en tiempo real RTC DS1302 le permite usar su Arduino o MCU para realizar funciones relacionadas con la hora / fecha, tales como: comenzar una tarea en una fecha / hora específica o registrar la fecha / hora de un evento o simplemente mostrar la hora / fecha en que la fecha / fechaa un usuario.