na 2024/09/3 300

PCF8563 Chip: szczegółowa analiza jego funkcji i integracja systemu wbudowanego

Katalog

Wprowadzenie do PCF8563

PCF8563 jest wielofunkcyjnym układem zegarowym klasy przemysłowej z wbudowaną funkcją interfejsu magistrali I2C, wytwarzanej przez Philips, z wyjątkowo niskim zużyciem energii.Chip integruje różne funkcje alarmowe, funkcje timera, funkcje wyjściowe zegara i funkcje wyjściowe przerwania.Może wypełnić różne złożone usługi czasowe i zapewniać funkcje Watchdog dla mikrokontrolera.Ze względu na doskonałą wydajność i wyjątkowo wysoką wydajność, PCF8563 był szeroko stosowany w produktach takich jak telefony, maszyny faksowe, mierniki wodne, mierniki gazowe, mierniki energii elektrycznej, instrumenty przenośne i instrumenty zasilane baterią.

Alternatywy i równoważniki

• SI5216-A2-GTR

• SI5216-B3-GM2R

• SI5216-B3-GTR

• SI52138-A16AGMR

Charakterystyka PCF8563

• Century Flag

• Detektor niskiego napięcia

• Funkcje alarmowe i timera

• Wewnętrzne resetowanie zasilania

• Otwórz pin z przerywaniem drenażu

• Zintegrowany kondensator oscylatora

• I2C-BUS SLAVE Adres: Przeczytaj A3H i napisz A2H

• Szeroki zakres napięcia zasilania roboczego: 1,0 do 5,5 V

• Interfejs dwuprzewodwy I2C 400 kHz (w VDD = 1,8 do 5,5 V)

• Niski prąd tworzenia kopii zapasowych;Typowe 0,25 µA przy VDD = 3,0 V i temp = 25 ° C

• Programowalne wyjście zegara dla urządzeń peryferyjnych (32,768 kHz, 1,024 kHz, 32 Hz i 1 Hz)

• Zapewnia rok, miesiąc, dzień, dzień powszedni, godziny, minuty i sekundy na podstawie 32,768 khz kwarcowego kryształu

Główne funkcje PCF8563

Tryb funkcji licznika

Timer PCF8563 jest licznikiem odliczania, który jest skuteczny, gdy TE = 1.Wartość odliczania jest określana przez liczbę binarną w rejestrze OFH.Gdy wartość odliczania osiągnie 00, bit TF zostanie ustawiony na 1. Jeśli E = 1 zostanie ustawiony w tym samym czasie, gdy TF jest ustawiony na 1, wygeneruje sygnał przerwania na pin /int.Sygnał przerwania jest aktywny na niskim poziomie, podobnie jak przerwanie alarmu.

Sygnał przerwania timera PCF8563 ma dwa tryby, które są kontrolowane przez bit T/TP.Po ustawieniu ti/tp = 0 sygnał przerwań jest taki sam jak sygnał przerwania alarmu, oba w trybie niskiego poziomu.W tej chwili sygnał przerwania można wyczyszczyć, ustawiając TF = 0.Gdy Ti/TP = 1 sygnał przerwań jest w trybie impulsu, a jego szerokość niskiego poziomu impulsu wynosi około 15 ms.W tym trybie wpływ bitu TF jest nieistotny.Można zauważyć, że remis jest równoważny z czasem kontroli włączania zapłonu w mikrokontrolerze, a TF jest równoważne z flagą aplikacji przerwania w czasie.Warto zauważyć, że funkcja timera i funkcja alarmowa mogą być skuteczne w tym samym czasie.

Tryb funkcji alarmu

PCF8563 ma cztery tryby alarmowe, a mianowicie godzinny alarm, codzienny alarm, miesięczny alarm i cotygodniowy alarm.Gdy nastąpi alarm, bit AF zmieni się na 1. Aby funkcja alarmu była skuteczna, musimy ustawić najwyższy bit AE odpowiedniego rejestru alarmowego na 0. Jeśli AIE = 1 zostanie ustawione w tym samym czasie, wygenerujeAktywny sygnał przerwania niskiego poziomu na styku /int, podczas gdy AF jest ustawiony na 1. Sposób wyczyszczenia sygnału przerwania jest wyczyszczenie bitu AF za pomocą oprogramowania.Można zauważyć, że AIE jest równoważne bitowi sterowania włączającym przerwę w mikrokontrolerze, podczas gdy AF jest równoważne flagę aplikacji przerwania.

Schemat blokowy PCF8563

Jak działa PCF8563?

PCF8563 ma 16 8-bitowych rejestrów.Rejestry te obejmują automatyczne rejestr adresu, wbudowany oscylator 32.768 kHz (ze zintegrowanym kondensatorem), dzielnik częstotliwości (zapewniający zegar źródłowy dla zegara w czasie rzeczywistym RTC), programowalne wyjście zegara, timer, timer,Alarm, detektor Browna i interfejs magistrali 400 kHz I2C.

Wszystkie 16 rejestrów zostało zaprojektowanych jako adresowalne 8-bitowe rejestry równoległe, ale nie wszystkie bity mają rzeczywiste funkcje.Wśród nich pierwsze dwa rejestry (adresy pamięci 00H i 01H) są odpowiednio jako rejestry kontroli i rejestry statusu;Adresy pamięci od 02H do 08H są używane do liczników zegara;Adresy 09H do 0CH są rejestrami alarmowymi, używanymi do zdefiniowania warunków alarmowych;adres 0DH kontroluj częstotliwość wyjściową pinu CLKOUT;a adresy 0EH i 0FH są używane odpowiednio do rejestru kontroli timera i rejestru licznika.Format kodowania sekund, minut, godzin, dni, miesięcy, lat i minuty alarm, godzinny alarm i dzienne rejestry alarmu to BCD;podczas gdy rejestry alarmów tygodnia i tygodnia nie są zakodowane w formacie BCD.Gdy rejestr RTC jest odczytany, zawartość wszystkich liczników jest zatrzwowana, aby upewnić się, że podczas transmisji nie występuje błędne odczytanie układu kalendarza.

Obwód zastosowania PCF8563

Obwód zastosowania PCF8563 zawiera głównie obwód zegara, obwód zasilania połączenia układu i obwód połączenia magistrali I2C.

Po pierwsze, obwód zegara wykorzystuje zewnętrzny oscylator kryształowy jako główne źródło częstotliwości, aby zapewnić dokładne obliczenia czasu i wyświetlania.Częstotliwość oscylatora można dostosować w razie potrzeby, a wybierając odpowiednią częstotliwość, na przykład poprzez wykorzystanie obwodu falownika, można zrealizować wyświetlanie różnych jednostek czasowych, takich jak sekundy, minuty, godziny, dni, miesiące i lata.

Po drugie, układ jest podłączony do obwodów zasilających, w tym zasilania baterii i energii zewnętrznej na dwa sposoby.Zasilanie baterii pozwala na dalsze działanie PCF8563 bez zasilania zewnętrznego w celu utrzymania dokładnej godziny i daty.Zewnętrzny zasilacz jest następnie wykorzystywany do zasilania i ładowania układu.Istnieje również obwód regulatora napięcia, aby upewnić się, że układ jest w stanie poprawnie działać w obliczu fluktuacji napięcia.

Wreszcie obwód połączenia magistrali I2C służy do podłączenia PCF8563 z głównym urządzeniem sterującym.Ponieważ PCF8563 przyjmuje protokół komunikacji magistrali I2C, główne urządzenie sterujące może zrealizować transmisję danych za pomocą PCF8563 za pośrednictwem magistrali I2C, wykonując w ten sposób wiele funkcji, takich jak uzyskanie godziny i daty oraz ustawienie budzika.Obwód połączenia magistrali I2C składa się głównie z linii zegara SCL i linii danych SDA.Sygnał jest filtrowany i stabilizowany poprzez podłączenie odpowiednich rezystorów i kondensatorów, aby zapewnić niezawodność i dokładność transmisji danych.

Ograniczanie wartości PCF8563

Zgodnie z bezwzględnym systemem oceny maksymalnej (IEC 60134).

W jaki sposób PCF8563 jest stosowany w systemach osadzonych?

Zastosowanie PCF8563 w systemie osadzonym obejmuje głównie połączenie sprzętowe i ustawienie oprogramowania.Przede wszystkim, jeśli chodzi o połączenie sprzętowe, musimy poprawnie podłączyć moduł PCF8563 z płytą programistyczną MicroController.Ponieważ moduł PCF8563 jest wyposażony w interfejs I2C, musimy podłączyć szpilki SDA (linia danych) i SCL (linia zegara) modułu do odpowiednich pinów na płycie rozwojowej MCU.Ponadto, aby zapewnić stabilne działanie modułu, musimy również upewnić się, że linie zasilania i uziemienia są poprawnie podłączone, aby zapewnić stabilne napięcie robocze.

Po drugie, jeśli chodzi o konfigurację oprogramowania, najpierw musimy upewnić się, że odpowiednie środowisko programistyczne zostało zainstalowane na tablicy rozwoju MCU i że magistrala I2C została poprawnie skonfigurowana.W zależności od używanego języka programowania i języka programowania możemy również instalować odpowiednie biblioteki lub sterowniki.Podczas pisania kodu możemy użyć odpowiednich funkcji lub poleceń do odczytania informacji o czasie i daty z modułu zegara w czasie rzeczywistym PCF8563 i wyświetlania go na monitor szeregowych lub innym urządzeniu wyjściowym systemu osadzonego.

Często zadawane pytania [FAQ]

1. Jaki jest adres I2C PCF8563?

Adres zapisu PCF8563 I2C to 0xA2, a adres odczytu to 0xa3.

2. Czy PCF8563 jest odpowiednie do zastosowań o niskiej mocy?

Tak, PCF8563 jest przeznaczony do niskiego zużycia energii, dzięki czemu jest odpowiedni dla urządzeń zasilanych bateryjnie i innych aplikacji, w których ważna jest wydajność energetyczna.

3. Jakie są główne cechy PCF8563?

Funkcje PCF8563 obejmują zegar/kalendarz w czasie rzeczywistym, funkcje alarmowe, automatyczną rekompensatę za lata i miesiące z mniej niż 31 dni oraz niskie zużycie energii.

4. Co to jest PCF8563?

PCF8563 to zegar w czasie rzeczywistym CMOS (RTC) i kalendarz zoptymalizowany pod kątem niskiego zużycia energii.Zapewniono również programowalne wyjście zegara, wyjście przerwające i detektor niskiego napięcia.Wszystkie adresy i dane są przesyłane seryjnie za pośrednictwem dwukierunkowego dwukierunkowego I²C-Bus.