- годинник реального часу (RTC) відраховують секунди, хвилини, години, дату місяця, місяць, день тижня і рік з компенсацією високосного року, дійсної до 2100 року;
- 56-байтовое незалежне ОЗУ з живленням від батареї для зберігання призначених для користувача даних;
- двухпроводной послідовний інтерфейс;
- програмований вихідний сигнал з прямокутними імпульсами (для тактирования зовнішніх пристроїв);
- автоматичне виявлення падіння напруга і схема перемикання на батарею;
- споживання менше 500 нА в режимі батарейній підтримки при працюючому тактовом генераторі;
- промисловий діапазон температур: від - 40 ° C до + 85 ° C;
- мікросхема проводиться в 8-вивідних корпусах DIP і SOIC.
DS1307 - 8-вивідних DIP (300 міллідюймов - 7.62 мм)
DS1307Z - 8-вивідних SOIC (150 міллідюймов - 3.81 мм)
DS1307N - 8-вивідних DIP (промисловий)
DS1307ZN - 8-вивідних SOIC (промисловий)
DS1307 8-вивідних DIP (300 міллідюймов)
DS1307 8-вивідних SOIC (150 мілідюймов)
VCC - первинне джерело живлення;
X1, X2 - підключення 32.768 кГц кварцового резонатора;
VBAT - вхід батареї +3 В;
GND - загальний мінус;
SDA - послідовні дані;
SCL - послідовні синхроімпульсів;
SQW / OUT - вихідний сигнал з прямокутними імпульсами.
Якщо VCC падає нижче VBAT. DS1307 перемикається в низькоточних режим батарейній підтримки.
При включенні харчування DS1307 перемикається від батареї до Vcc, коли значення Vcc перевищує VBAT + 0.2 В. Вхідні сигнали починають сприйматися тоді, коли Vcc перевищує 1.25 * VBAT.
Блок-схема на Рис. 1 показує основні елементи RTC з послідовним інтерфейсом.
Мал. 1. Блок-схема DS1307
VCC. GND - на ці висновки підключений до джерела живлення.
VCC - це вхід +5 В. Коли напруга живлення вище 1.25 * VBAT. пристрій повністю доступно, і можна виконувати читання і запис даних. Коли до пристрою приєднано батарея на 3 В, і VCC нижче, ніж 1.25 * VBAT. читання і запис заборонені, проте функція відліку часу продовжує працювати. Як тільки VCC падає нижче VBAT. ОЗУ і RTC переключаються на батарейне харчування VBAT.
VBAT - вхід для будь-якої стандартної трёхвольтовой літієвої батареї або іншого джерела енергії. Для нормальної роботи DS1307 необхідно, щоб напруга батареї було в діапазоні 2.0. 3.5 В. Літієва батарея з ємністю 48 мА / год або більше при відсутності харчування буде підтримувати DS1307 протягом більше 10 років при температурі 25 ° C.
SCL (Serial Clock Input - вхід послідовних синхроимпульсов) - використовується для синхронізації даних по послідовному інтерфейсу.
SDA (Serial Data Input / Output - вхід / вихід послідовних даних) - висновок входу / виходу для двухпроводного послідовного інтерфейсу. Висновок SDA - з відкритим стоком і вимагає зовнішнього підтягує резистора.
SQW / OUT (Square Wave / Output Driver - сигнал з прямокутними імпульсами) - коли включений, тобто біт SQWE встановлений в 1, висновок SQW / OUT видає прямокутні імпульси з однієї з чотирьох частот (1 Гц, 4 кГц, 8 кГц, 32 кГц). Висновок SQW / OUT - з відкритим стоком і вимагає зовнішнього підтягує резистора. SQW / OUT буде працювати як при харчуванні від VCC. так і при харчуванні від VBAT.
X1, X2 - висновки для стандартного кварцового резонатора з частотою 32.768 кГц. Схема внутрішнього тактового генератора розроблена для роботи з кварцовим резонатором, що має вхідну ємність 12.5 пФ.
Більш детальну інформацію щодо вибору та розташуванню кварцового резонатора ви зможете знайти в прикладі застосування № 58 "Розгляд кварцового резонатора для годин реального часу від Dallas" (Application Note 58, "Crystal Considerations with Dallas Real-Time Clocks"). DS1307 також може тактіроваться зовнішнім тактовим генератором з частотою 32.768 кГц. У цьому випадку висновок X1 підключається до сигналу зовнішнього тактового генератора, а висновок X2 залишається непідключеним.
Точність годин залежить від точності кварцового резонатора і точності відповідності між ємнісний навантаженням схеми тактового генератора і внутрішньої ємністю кварцового резонатора. Додаткова похибка буде вноситися дрейфом частоти кварцового резонатора, що відбувається через температурних перепадів. Перешкоди і шум зовнішньої схеми можуть привести до прискорення синхронізації.
Більш детальну інформацію дивіться в прикладі застосування № 58 "Розгляд кварцового резонатора для годин реального часу від Dallas" (Application Note 58, "Crystal Considerations with Dallas Real-Time Clocks"). Додаткову інформацію ви можете подивитися в прикладі застосування № 95 "Сполучення DS1307 з 8051-сумісним мікро контролером" (Application Note 95, "Interfacing the DS1307 with a 8051-Compatible Microcontroller").
Інформація від годин і календаря виходить читанням відповідних байтів регістра. Регістри RTC показані на Рис. 3. Час і календар встановлюються або не започатковано записом відповідних байтів регістра. Вміст регістрів часу і календаря має двійковій-десятковий формат. Біт 7 регістра 0 - це біт зупинки годин (clock halt - CH). Коли цей біт встановлений в 1, тактовий генератор вимкнений. Коли скинутий в 0, - тактовий генератор включений.
Майте на увазі, що при включенні харчування початковий стан всіх регістрів не визначене. Тому необхідно примусово включати тактовий генератор (біт CH = 0) під час початкової ініціалізації.
DS1307 може працювати і в 12-годинному, і в 24-годинному режимах. Біт 6 регістра годин відповідає за вибір 12- або 24-годинного режиму. Коли він встановлений в 1, обраний 12-годинний режим. В цьому режимі біт 5 - це біт AM / PM, при цьому високий логічний рівень означає PM. У 24-годинному режимі біт 5 - це біт другого десятка годин (20 - 23 години).
При появі на двухпроводной шині умови START, поточний час копіюється в другій набір регістрів. Інформація про час читається з цих допоміжних регістрів, в той час як годинник може продовжувати працювати. Це усуває необхідність перечитувати регістри DS1307 в разі поновлення їх вмісту під час читання.
Мал. 3. Регістри хронометра DS1307
Керуючий регістр використовується для управління роботою виведення SQW / OUT.
DS1307 підтримує обмін даними по протоколу I2C по двухпроводной двобічної шині. Пристрій, який передає дані на шину, є передавачем, а пристрій, що приймає дані, - приймачем. Пристрій, що управляє передачею даних, називається ведучим. Пристрій, яким керує ведучий, називається веденим. Провідний пристрій генерує синхроімпульсів (serial clock - SCL), управляє доступом до шині і генерує умови START і STOP. DS1307 працює на шині як ведене пристрій. Типова конфігурація шини з використанням протоколу I2C показана на Рис. 4.
Мал. 4. Типова конфігурація двухпроводной шини
На Рис. 5, 6 і 7 детально показаний процес передачі даних по двухпроводной шині.
Основні принципи передачі даних по шині I2C:
1) Передача даних може бути ініційована лише коли шина вільна.
2) Під час передачі дані на лінії SDA можуть змінюватися тільки коли на лінії SCL низький рівень, в іншому випадку зміна даних буде інтерпретуватися як керуючий сигнал.
Таким чином, можливі наступні стану шини:
- Шина не зайнята - на лініях SDA і SCL зберігається високий рівень.
- Початок передачі даних (умова START) - зміна стану лінії SDA з високого на низький, в той час як на лінії SCL високий рівень.
- Закінчення передачі даних (умова STOP) - зміна стану лінії SDA з низького на високий, в той час як на лінії SCL високий рівень.
- Коректні дані - стан лінії SDA представляє коректні дані, якщо після умови START стан лінії SDA не змінюється протягом високого рівня тактового сигналу. Дані на лінії повинні змінюватися протягом періоду низького рівня тактового сигналу. На один біт даних доводиться один тактовий імпульс.
Кожна передача даних ініціюється умовою START і завершується умовою STOP. Число байтів даних, що передаються між умовами START і STOP, не обмежена і визначається провідним пристроєм. Інформація передається побайтово, і кожен байт приймач підтверджує дев'ятим бітом (біт підтвердження - ACK). У специфікації двухпроводного інтерфейсу визначені звичайний режим (з тактовою частотою 100 кГц) і швидкий режим (з тактовою частотою 400 кГц). DS1307 працює тільки в звичайному режимі (100 кГц).
Підтверджує пристрій має підтягнути до низького рівня лінію SDA під час тактового імпульсу підтвердження таким чином, щоб на лінії SDA залишався стабільний низький рівень протягом періоду високого рівня тактового імпульсу, що відноситься до підтвердження. Звичайно, настройка і часи утримання повинні бути прийняті до уваги. Ведучий повинен сигналізувати відомому закінчення даних, які не генеруючи біт підтвердження на останньому байті, який був отриманий від веденого. В цьому випадку ведений повинен залишити лінію даних в стані високого рівня, щоб дозволити ведучому згенерувати умова STOP.
* - біт читання / запису або біт напрямку
Мал. 5. Передача даних по двухпроводной послідовній шині
Залежно від стану біта можливі два типи передачі даних:
1) Передача даних від провідного передавача відомому приймача.
2) Дані передаються від веденого передавача ведучому приймача.
DS1307 може працювати в наступних двох режимах:
1) Режим веденого приймача (режим запису DS1307).
Мал. 6. Запис даних - режим веденого приймача
2) Режим веденого передавача (режим читання DS1307).
Перший байт приймається і обробляється так само, як і в режимі веденого приймача. Однак в цьому режимі біт напрямку буде вказувати, що напрямок передачі інвертовану. DS1307 передає послідовні дані по лінії SDA поки на лінію SCL надходять послідовні синхроімпульсів. Умови START і STOP розпізнаються на початку і в кінці послідовної передачі (див. Рис. 7).
Мал. 7. Читання даних - режим веденого передавача
Напруга на будь-якому висновку щодо землі: від -0.5 В до +7.0 В.
Температура зберігання: від -55 ° C до +125 ° C.
Температура паяння: 260 ° C для DIP при 10 секундному впливі.
Для пристроїв поверхневого монтажу дивіться JPC / JEDEC стандарт J-STD-020A.
* Якщо не вказано інше
1. ICCS вказується при VCC = 5.0 В і SDA, SCL = 5.0 В.
3. Після цього періоду генерується перший синхроимпульс.
4. Пристрій внутрішньо має забезпечувати час утримання принаймні 300 нс для сигналу SDA (враховуючи параметр VIHMIN сигналу SCL), для того щоб подолати невизначену область заднього фронту SCL.
5. Максимальне значення tHD: DAT повинно з'являтися тільки принтер узагалі не розтягує період низького рівня (tLOW) сигналу SCL.
6. CB - повне ємкісне опір лінії шини в пФ.
7. ICCA - синхронізація SCL на максимальній частоті (100 кГц).
8. VPF виміряна при VBAT = 3.0 В.
Мал. 8. Тимчасова діаграма