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Chip de reloj PCF8563: análisis detallado de sus funciones e integración de sistema integrado

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Introducción a PCF8563

PCF8563 es un chip de reloj multifunción de grado industrial con función de interfaz de bus I2C incorporada producida por Philips, con un consumo de energía extremadamente bajo.El chip integra una variedad de funciones de alarma, funciones del temporizador, funciones de salida del reloj y funciones de salida de interrupción.Puede completar varios servicios de tiempo complejos y proporcionar funciones de vigilancia para el microcontrolador.Debido a su excelente rendimiento y un rendimiento de costo extremadamente alto, PCF8563 se ha utilizado ampliamente en productos como teléfonos, máquinas de fax, medidores de agua, medidores de gas, medidores de electricidad, instrumentos portátiles e instrumentos con batería.

Alternativas y equivalentes

• SI5216-A2-GTR

• SI5216-B3-GM2R

• SI5216-B3-GTR

• SI52138-A16AGMR

Características de PCF8563

• Bandera del siglo

• Detector de voltaje bajo

• Funciones de alarma y temporizador

• Restablecimiento interno de encendido

• Pin de interrupción de drenaje abierto

• condensador de oscilador integrado

• Dirección de esclavos I2C-Bus: lea A3H y escriba A2H

• Rango de voltaje de suministro operativo amplio: 1.0 a 5.5 V

• Interfaz de 400 kHz de dos hilos I2C-Bus (en VDD = 1.8 a 5.5 V)

• Corriente de respaldo baja;típico de 0.25 µA en VDD = 3.0 V y temp = 25 ° C

• Salida de reloj programable para dispositivos periféricos (32.768 kHz, 1.024kHz, 32 Hz y 1 Hz)

• Proporciona año, mes, día, día de la semana, horas, minutos y segundos basados ​​en 32.768 KHz Quartz Crystal

Funciones principales de PCF8563

Modo de función del temporizador

El temporizador de PCF8563 es un temporizador de cuenta regresiva, que es efectivo cuando te = 1.El valor de cuenta regresiva está determinado por el número binario en el registro OFH.Cuando el valor de cuenta regresiva alcanza 00, el bit TF se establecerá en 1. Si E = 1 se establece al mismo tiempo, cuando TF se establece en 1, generará una señal de interrupción en el pin /int.La señal de interrupción está activa a un nivel bajo, similar a la interrupción de la alarma.

La señal de interrupción del temporizador de PCF8563 tiene dos modos, que están controlados por el bit T/TP.Cuando se establece ti/tp = 0, la señal de interrupción es la misma que la señal de interrupción de la alarma, ambas en modo de bajo nivel.En este momento, la señal de interrupción se puede borrar configurando TF = 0.Cuando TI/TP = 1, la señal de interrupción está en modo de pulso, y su ancho de bajo nivel de pulso es de aproximadamente 15 ms.En este modo, el impacto del bit TF es insignificante.Se puede ver que la TIE es equivalente a la broca de control de la interrupción cronometrada en el microcontrolador, y TF es equivalente al indicador de aplicación de interrupción cronometrado.Vale la pena señalar que la función del temporizador y la función de alarma pueden ser efectivas al mismo tiempo.

Modo de función de alarma

PCF8563 tiene cuatro modos de alarma, a saber, alarma de hora, alarma diaria, alarma mensual y alarma semanal.Cuando se produce una alarma, el bit AF cambiará a 1. Para que la función de alarma sea efectiva, necesitamos establecer el AE de bit más alto del registro de alarma correspondiente a 0. Si AIE = 1 se establece al mismo tiempo, generaráUna señal de interrupción de bajo nivel activa en el pin /int mientras se establece AF en 1. La forma de borrar la señal de interrupción es borrar el bit AF a través del software.Se puede ver que AIE es equivalente al bit de control de habilitación de interrupción en el microcontrolador, mientras que AF es equivalente al indicador de aplicación de interrupción.

Diagrama de bloques de PCF8563

¿Cómo funciona PCF8563?

PCF8563 tiene 16 registros de 8 bits.Estos registros incluyen un registro de direcciones de incremento automático, un oscilador incorporado de 32.768 kHz (con un condensador integrado), un divisor de frecuencia (que proporciona el reloj de origen para el reloj en tiempo real RTC), una salida de reloj programable, un temporizador, unalarma, un detector de Brownout y una interfaz de bus I2C de 400 kHz.

Los 16 registros están diseñados como registros paralelos de 8 bits direccionables, pero no todos los bits tienen funciones reales.Entre ellos, los dos primeros registros (direcciones de memoria 00H y 01H) se utilizan como registros de control y registros de estado respectivamente;Las direcciones de memoria de 02H a 08H se utilizan para contadores de reloj;Las direcciones de 09h a 0ch son registros de alarma, utilizados para definir las condiciones de alarma;dirección 0dh control la frecuencia de salida del pin Clkout;y las direcciones 0EH y 0FH se utilizan para el registro de control del temporizador y el registro de temporizador, respectivamente.El formato de codificación de los segundos, minutos, horas, días, meses, años y minuciosidad, alarma de hora y registros de alarma de día es BCD;mientras que el día de la semana y los registros de alarma de lunes a viernes no están codificados en el formato BCD.Cuando se lee el registro RTC, el contenido de todos los contadores se engancha para garantizar que no se produzca una lectura errónea del chip calendario del reloj durante la transmisión.

Circuito de aplicación de PCF8563

El circuito de aplicación PCF8563 incluye principalmente un circuito de reloj, un circuito de alimentación de conexión de chip y un circuito de conexión de bus I2C.

Primero, el circuito de reloj utiliza un oscilador de cristal externo como fuente de frecuencia principal para garantizar un cálculo y visualización de tiempo precisos.La frecuencia del oscilador se puede ajustar según sea necesario, y seleccionando la frecuencia apropiada, por ejemplo, utilizando un circuito inversor, la visualización de diferentes unidades de tiempo, como segundos, minutos, horas, días, meses y años, se pueden realizar.

En segundo lugar, el chip está conectado a los circuitos de suministro de alimentación, incluida la alimentación de la batería y la energía externa de dos maneras.La alimentación de la batería permite que el PCF8563 continúe funcionando sin energía externa para mantener un tiempo y una fecha precisos.La fuente de alimentación externa se usa para alimentar y cargar el chip.También hay un circuito regulador de voltaje para garantizar que el chip pueda funcionar correctamente frente a las fluctuaciones de voltaje.

Finalmente, el circuito de conexión del bus I2C se utiliza para conectar el PCF8563 al dispositivo de control principal.Dado que el PCF8563 adopta el protocolo de comunicación del bus I2C, el dispositivo de control principal puede realizar la transmisión de datos con el PCF8563 a través del bus I2C, completando así múltiples funciones, como obtener la hora y la fecha, y configurar el despertador.El circuito de conexión del bus I2C se compone principalmente de la línea de reloj SCL y la línea de datos SDA.La señal se filtra y se estabiliza conectando resistencias y condensadores apropiados para garantizar la confiabilidad y precisión de la transmisión de datos.

Limitar valores de PCF8563

De acuerdo con el sistema de calificaciones máximas absolutas (IEC 60134).

¿Cómo se usa PCF8563 en sistemas integrados?

La aplicación de PCF8563 en el sistema integrado implica principalmente conexión de hardware y configuración de software.En primer lugar, en términos de conexión de hardware, necesitamos conectar el módulo PCF8563 con la placa de desarrollo del microcontrolador correctamente.Dado que el módulo PCF8563 está equipado con una interfaz I2C, necesitamos conectar los pines SDA (línea de datos) y SCL (línea de reloj) del módulo a los pines correspondientes en la placa de desarrollo de MCU.Además, para garantizar el funcionamiento estable del módulo, también debemos asegurarnos de que la potencia y las líneas terrestres estén conectadas correctamente para proporcionar un voltaje de funcionamiento estable.

En segundo lugar, en términos de configuración de software, primero debemos asegurarnos de que el entorno de desarrollo aplicable se haya instalado en la placa de desarrollo de MCU y que el bus I2C se haya configurado correctamente.Dependiendo de la placa de desarrollo y el lenguaje de programación utilizado, es posible que también necesitemos instalar las bibliotecas o controladores apropiados.Al escribir el código, podemos utilizar funciones o comandos apropiados para leer la información de hora y fecha del módulo de reloj en tiempo real PCF8563 y mostrarlo en el monitor serial u otro dispositivo de salida del sistema incrustado.

Preguntas frecuentes [Preguntas frecuentes]

1. ¿Cuál es la dirección I2C de PCF8563?

La dirección de escritura PCF8563 I2C es 0xa2, y la dirección de lectura es 0xa3.

2. ¿PCF8563 es adecuado para aplicaciones de baja potencia?

Sí, PCF8563 está diseñado para un bajo consumo de energía, lo que lo hace adecuado para dispositivos con batería y otras aplicaciones donde la eficiencia de la energía es importante.

3. ¿Cuáles son las principales características de PCF8563?

Las características de PCF8563 incluyen reloj/calendario en tiempo real, funciones de alarma, compensación automática por años y meses bisiestos con menos de 31 días y bajo consumo de energía.

4. ¿Qué es PCF8563?

El PCF8563 es un reloj CMOS en tiempo real (RTC) y un calendario optimizado para un bajo consumo de energía.También se proporciona una salida de reloj programable, salida de interrupción y detector de voltaje bajo.Todas las direcciones y datos se transfieren en serie a través de un I²C-Bus I²C de dos líneas.