บน 03/09/2024 291

ชิปนาฬิกา PCF8563: การวิเคราะห์โดยละเอียดของฟังก์ชั่นและการรวมระบบแบบฝังตัว

แคตตาล็อก

เบื้องต้นเกี่ยวกับ PCF8563

PCF8563 เป็นชิปนาฬิกามัลติฟังก์ชั่นระดับอุตสาหกรรมที่มีฟังก์ชั่นอินเทอร์เฟซบัส I2C ในตัวที่ผลิตโดย Philips โดยมีการใช้พลังงานต่ำมากชิปรวมฟังก์ชั่นการเตือนที่หลากหลายฟังก์ชั่นตัวจับเวลาฟังก์ชั่นเอาต์พุตนาฬิกาและฟังก์ชั่นเอาต์พุตขัดจังหวะมันสามารถเสร็จสิ้นบริการกำหนดเวลาที่ซับซ้อนต่าง ๆ และให้ฟังก์ชั่น Watchdog สำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์เนื่องจากประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมและประสิทธิภาพที่มีต้นทุนสูงมาก PCF8563 จึงถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในผลิตภัณฑ์เช่นโทรศัพท์เครื่องแฟกซ์เครื่องวัดน้ำมิเตอร์ก๊าซมิเตอร์ไฟฟ้าเครื่องมือพกพาและเครื่องมือที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่

ทางเลือกและเทียบเท่า

• SI5216-A2-GTR

• SI5216-B3-GM2R

• SI5216-B3-GTR

• SI52138-A16AGMR

ลักษณะของ PCF8563

•ธงศตวรรษ

•เครื่องตรวจจับแรงดันไฟฟ้าต่ำ

•ฟังก์ชั่นการเตือนและตัวจับเวลา

•รีเซ็ตพลังงานภายใน

•เปิดพินขัดจังหวะท่อระบายน้ำ

•ตัวเก็บประจุออสซิลเลเตอร์แบบรวม

•ที่อยู่ทาส i2c-bus: อ่าน a3h และเขียน a2h

•ช่วงแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานได้กว้าง: 1.0 ถึง 5.5 V

•อินเทอร์เฟซ I2C-BUS สองสาย 400 kHz (ที่ VDD = 1.8 ถึง 5.5 V)

•กระแสการสำรองข้อมูลต่ำปกติ 0.25 µA ที่ VDD = 3.0 V และ Temp = 25 ° C

•เอาต์พุตนาฬิกาที่ตั้งโปรแกรมได้สำหรับอุปกรณ์ต่อพ่วง (32.768 kHz, 1.024kHz, 32 Hz และ 1 Hz)

•จัดเตรียมปีเดือนวันธรรมดาชั่วโมงนาทีและวินาทีตาม 32.768 kHz ผลึกคริสตัล

ฟังก์ชั่นหลักของ PCF8563

โหมดฟังก์ชันตัวจับเวลา

ตัวจับเวลาของ PCF8563 เป็นตัวจับเวลานับถอยหลังซึ่งมีประสิทธิภาพเมื่อ TE = 1ค่าการนับถอยหลังจะถูกกำหนดโดยหมายเลขไบนารีในการลงทะเบียน OFHเมื่อค่าการนับถอยหลังถึง 00 บิต TF จะถูกตั้งค่าเป็น 1 ถ้า E = 1 ถูกตั้งค่าในเวลาเดียวกันเมื่อ TF ถูกตั้งค่าเป็น 1 มันจะสร้างสัญญาณอินเตอร์รัปต์บนพิน /intสัญญาณอินเตอร์รัปต์ทำงานอยู่ในระดับต่ำคล้ายกับการเตือนภัย

สัญญาณขัดจังหวะตัวจับเวลาของ PCF8563 มีสองโหมดซึ่งควบคุมโดยบิต T/TPเมื่อตั้งค่า ti/tp = 0 สัญญาณอินเตอร์รัปต์จะเหมือนกับสัญญาณอินเตอร์รัปต์การเตือนทั้งในโหมดระดับต่ำในเวลานี้สัญญาณขัดจังหวะสามารถล้างได้โดยการตั้งค่า tf = 0เมื่อ ti/tp = 1 สัญญาณขัดจังหวะอยู่ในโหมดพัลส์และความกว้างระดับต่ำของพัลส์อยู่ที่ประมาณ 15msในโหมดนี้ผลกระทบของบิต TF นั้นเล็กน้อยจะเห็นได้ว่าการผูกนั้นเทียบเท่ากับบิตควบคุมการเปิดใช้งานที่กำหนดเวลาในไมโครคอนโทรลเลอร์และ TF เทียบเท่ากับธงแอปพลิเคชันอินเตอร์รัปต์ที่กำหนดเวลาเป็นที่น่าสังเกตว่าฟังก์ชั่นตัวจับเวลาและฟังก์ชั่นการเตือนสามารถมีประสิทธิภาพในเวลาเดียวกัน

โหมดฟังก์ชั่นการเตือนภัย

PCF8563 มีโหมดการเตือนสี่โหมดคือการเตือนชั่วโมงชั่วโมงการเตือนรายวันการเตือนรายเดือนและการเตือนรายสัปดาห์เมื่อมีการเตือนเกิดขึ้นบิต AF จะเปลี่ยนเป็น 1 เพื่อให้ฟังก์ชั่นการเตือนภัยมีประสิทธิภาพเราจำเป็นต้องตั้งค่าบิต AE สูงสุดของการลงทะเบียนสัญญาณเตือนที่สอดคล้องกันเป็น 0 หาก AIE = 1 ถูกตั้งค่าในเวลาเดียวกันมันจะสร้างขึ้นสัญญาณขัดจังหวะระดับต่ำที่ใช้งานอยู่บนพิน /int ในขณะที่ AF ถูกตั้งค่าเป็น 1 วิธีในการล้างสัญญาณอินเตอร์รัปต์คือการล้างบิต AF ผ่านซอฟต์แวร์จะเห็นได้ว่า AIE เทียบเท่ากับบิตควบคุมการเปิดใช้งานในไมโครคอนโทรลเลอร์ในขณะที่ AF เทียบเท่ากับธงแอปพลิเคชันอินเตอร์รัปต์

บล็อกไดอะแกรมของ PCF8563

PCF8563 ทำงานอย่างไร?

PCF8563 มีการลงทะเบียน 8 บิต 16 บิตการลงทะเบียนเหล่านี้รวมถึงการลงทะเบียนที่อยู่ที่เพิ่มขึ้นอัตโนมัติ, oscillator 32.768kHz ในตัว (พร้อมตัวเก็บประจุในตัว), ตัวแบ่งความถี่ (จัดหานาฬิกาต้นทางสำหรับนาฬิกา RTC แบบเรียลไทม์), เอาต์พุตนาฬิกาที่ตั้งโปรแกรมได้Alarm, เครื่องตรวจจับ Brownout และอินเตอร์เฟสบัส I2C 400KHz

การลงทะเบียนทั้ง 16 รายการได้รับการออกแบบให้เป็นทะเบียนแบบขนาน 8 บิตที่อยู่ได้ แต่ไม่ใช่บิตทั้งหมดที่มีฟังก์ชั่นจริงในหมู่พวกเขามีการใช้การลงทะเบียนสองครั้งแรก (ที่อยู่หน่วยความจำ 00H และ 01H) ถูกใช้เป็นทะเบียนควบคุมและการลงทะเบียนสถานะตามลำดับที่อยู่หน่วยความจำ 02h ถึง 08h ใช้สำหรับเคาน์เตอร์นาฬิกาที่อยู่ 09H ถึง 0CH คือการลงทะเบียนสัญญาณเตือนที่ใช้เพื่อกำหนดเงื่อนไขการเตือนที่อยู่ 0DH ควบคุมความถี่เอาต์พุตของพิน clkout;และที่อยู่ 0EH และ 0FH ใช้สำหรับการลงทะเบียนควบคุมตัวจับเวลาและการลงทะเบียนตัวจับเวลาตามลำดับรูปแบบการเข้ารหัสของวินาที, นาที, ชั่วโมง, วัน, เดือน, เดือน, ปี, และการเตือนนาที, การเตือนชั่วโมงและการลงทะเบียนสัญญาณเตือนภัยวันคือ BCD;ในขณะที่วันของสัปดาห์และการเตือนภัยในวันธรรมดาจะไม่ถูกเข้ารหัสในรูปแบบ BCDเมื่ออ่านการลงทะเบียน RTC เนื้อหาของเคาน์เตอร์ทั้งหมดจะถูกล็อคเพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีการอ่านผิดของชิปปฏิทินนาฬิกาเกิดขึ้นระหว่างการส่ง

วงจรแอปพลิเคชันของ PCF8563

วงจรแอปพลิเคชัน PCF8563 ส่วนใหญ่มีวงจรนาฬิกาวงจรจ่ายไฟการเชื่อมต่อชิปและวงจรการเชื่อมต่อบัส I2C

ขั้นแรกวงจรนาฬิกาใช้ oscillator คริสตัลภายนอกเป็นแหล่งความถี่หลักเพื่อให้แน่ใจว่าการคำนวณเวลาและการแสดงผลที่แม่นยำความถี่ของออสซิลเลเตอร์สามารถปรับได้ตามต้องการและโดยการเลือกความถี่ที่เหมาะสมเช่นโดยใช้วงจรอินเวอร์เตอร์การแสดงของหน่วยเวลาที่แตกต่างกันเช่นวินาทีนาทีชั่วโมงวันวันเดือนและปีสามารถรับรู้ได้.

ประการที่สองชิปเชื่อมต่อกับวงจรจ่ายไฟรวมถึงพลังงานแบตเตอรี่และพลังงานภายนอกในสองวิธีพลังงานแบตเตอรี่ช่วยให้ PCF8563 ดำเนินการต่อไปโดยไม่ต้องใช้พลังงานภายนอกเพื่อรักษาเวลาและวันที่ที่แม่นยำแหล่งจ่ายไฟภายนอกจะถูกใช้เพื่อจ่ายไฟและชาร์จชิปนอกจากนี้ยังมีวงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้าเพื่อให้แน่ใจว่าชิปสามารถทำงานได้อย่างถูกต้องเมื่อเผชิญกับความผันผวนของแรงดันไฟฟ้า

ในที่สุดวงจรการเชื่อมต่อบัส I2C ใช้เพื่อเชื่อมต่อ PCF8563 กับอุปกรณ์ควบคุมหลักเนื่องจาก PCF8563 ใช้โปรโตคอลการสื่อสารบัส I2C อุปกรณ์ควบคุมหลักสามารถรับรู้การส่งข้อมูลด้วย PCF8563 ผ่านบัส I2C ดังนั้นจึงทำฟังก์ชั่นหลายอย่างเช่นการได้รับเวลาและวันที่และการตั้งนาฬิกาปลุกวงจรการเชื่อมต่อบัส I2C ส่วนใหญ่ประกอบด้วยสายนาฬิกา SCL และสายข้อมูล SDAสัญญาณจะถูกกรองและเสถียรโดยการเชื่อมต่อตัวต้านทานและตัวเก็บประจุที่เหมาะสมเพื่อให้แน่ใจว่าความน่าเชื่อถือและความแม่นยำของการส่งข้อมูล

การ จำกัด ค่าของ PCF8563

ตามระบบการจัดอันดับสูงสุดแบบสัมบูรณ์ (IEC 60134)

PCF8563 ใช้ในระบบฝังตัวอย่างไร

แอปพลิเคชันของ PCF8563 ในระบบฝังตัวส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการเชื่อมต่อฮาร์ดแวร์และการตั้งค่าซอฟต์แวร์ก่อนอื่นในแง่ของการเชื่อมต่อฮาร์ดแวร์เราจำเป็นต้องเชื่อมต่อโมดูล PCF8563 กับบอร์ดพัฒนาไมโครคอนโทรลเลอร์อย่างถูกต้องเนื่องจากโมดูล PCF8563 ติดตั้งอินเทอร์เฟซ I2C เราจึงจำเป็นต้องเชื่อมต่อ SDA (สายข้อมูล) และ SCL (สายนาฬิกา) ของโมดูลกับพินที่สอดคล้องกันบนบอร์ดพัฒนา MCUนอกจากนี้เพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานที่เสถียรของโมดูลเรายังต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าสายไฟและพื้นดินเชื่อมต่ออย่างถูกต้องเพื่อให้แรงดันไฟฟ้าที่เสถียร

ประการที่สองในแง่ของการตั้งค่าซอฟต์แวร์ก่อนอื่นเราต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าสภาพแวดล้อมการพัฒนาที่เกี่ยวข้องได้รับการติดตั้งบนกระดานพัฒนา MCU และรถบัส I2C ได้รับการกำหนดค่าอย่างถูกต้องขึ้นอยู่กับคณะกรรมการพัฒนาและภาษาการเขียนโปรแกรมที่ใช้เราอาจต้องติดตั้งไลบรารีหรือไดรเวอร์ที่เหมาะสมเมื่อเขียนโค้ดเราสามารถใช้ฟังก์ชั่นหรือคำสั่งที่เหมาะสมในการอ่านข้อมูลเวลาและวันที่จากโมดูลนาฬิกาเรียลไทม์ PCF8563 และแสดงบนจอภาพอนุกรมหรืออุปกรณ์เอาต์พุตอื่น ๆ ของระบบฝังตัว

คำถามที่พบบ่อย [คำถามที่พบบ่อย]

1. ที่อยู่ I2C ของ PCF8563 คืออะไร?

ที่อยู่เขียน PCF8563 I2C คือ 0xA2 และที่อยู่อ่านคือ 0xA3

2. PCF8563 เหมาะสำหรับการใช้งานที่มีกำลังต่ำหรือไม่?

ใช่ PCF8563 ได้รับการออกแบบมาเพื่อการใช้พลังงานต่ำทำให้เหมาะสำหรับอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่และแอพพลิเคชั่นอื่น ๆ ที่มีประสิทธิภาพพลังงานเป็นสิ่งสำคัญ

3. คุณสมบัติหลักของ PCF8563 คืออะไร?

คุณสมบัติ PCF8563 รวมถึงนาฬิกา/ปฏิทินแบบเรียลไทม์ฟังก์ชั่นการเตือนภัยการชดเชยอัตโนมัติสำหรับปีและเดือนที่มีน้อยกว่า 31 วันและการใช้พลังงานต่ำ

4. PCF8563 คืออะไร?

PCF8563 เป็นนาฬิกาเรียลไทม์ CMOS (RTC) และปฏิทินที่ปรับให้เหมาะสมสำหรับการใช้พลังงานต่ำนอกจากนี้นอกจากนี้ยังมีการจัดวางสัญญาณนาฬิกาเอาท์พุทอินเตอร์รัปต์และเครื่องตรวจจับแรงดันไฟฟ้าต่ำด้วยที่อยู่และข้อมูลทั้งหมดจะถูกถ่ายโอนอย่างต่อเนื่องผ่านI²C-BUS สองบรรทัดสองบรรทัด