Que sont les horloges en temps réel?
Les horloges en temps réel (RTC), comme son nom l'indique, sont des modules d'horloge. L'horloge temps réel DS1307 (RTC) IC est un appareil à 8 broches utilisant une interface I2C. Le DS1307 est une horloge / calendrier basse consommation avec 56 octets de SRAM de secours sur batterie. L'horloge / calendrier fournit des données qualifiées pour les secondes, les minutes, les heures, le jour, la date, le mois et l'année. La date de fin de chaque mois est automatiquement ajustée, en particulier pour les mois de moins de 31 jours.
Ils sont disponibles sous forme de circuits intégrés (CI) et supervisent le chronométrage comme une horloge et font également fonctionner la date comme un calendrier. Le principal avantage du RTC est qu'il dispose d'un système de batterie de secours qui maintient l'horloge / calendrier en marche même en cas de panne de courant. Un courant exceptionnellement faible est nécessaire pour maintenir le RTC animé. Nous pouvons trouver ces RTC dans de nombreuses applications comme les systèmes embarqués et les cartes mères d'ordinateurs, etc. Dans cet article, nous allons voir une des horloges en temps réel (RTC), à savoir DS1307.
Description des broches du DS1307:
Broche 1, 2: Connexions pour cristal de quartz standard 32,768 kHz. Le circuit d'oscillateur interne est destiné à fonctionner avec un cristal ayant une capacité de charge spécifiée de 12,5 pF. X1 est l'entrée de l'oscillateur et peut également être connecté à un oscillateur externe de 32,768 kHz. La sortie de l'oscillateur interne, X2 est dérivée si un oscillateur externe est connecté à X1.
Broche 3 : Entrée de batterie pour toute cellule au lithium 3 V standard ou autre source d'énergie. La tension de la batterie doit être comprise entre 2 V et 3,5 V pour un fonctionnement approprié. La tension nominale du point de déclenchement de la protection en écriture à laquelle l'accès au RTC et à la RAM utilisateur est refusé est définie par le circuit interne à 1,25 x VBAT nominal. Une batterie au lithium de 48 mAh ou plus sauvegardera le DS1307 pendant plus de 10 ans en l'absence de courant à 25 ° C. Reconnu UL pour garantir contre le courant de charge inverse lorsqu'il est utilisé dans le cadre d'une combinaison avec une batterie au lithium.
Broche 4: Sol.
Broche 5: Entrée / sortie de données série. L'entrée / sortie de l'interface série I2C est le SDA, qui est à drain ouvert et nécessite une résistance de rappel vers le haut, permettant une tension de rappel jusqu'à 5,5 V. Indépendamment de la tension sur VCC.
Broche 6: Entrée d'horloge série. Il s'agit de l'entrée d'horloge de l'interface I2C et est utilisé dans la synchronisation des données.
Broche 7: Onde carrée / pilote de sortie. Lorsqu'elle est activée, le bit SQWE est réglé sur 1, la broche SQW / OUT émet l'une des quatre fréquences d'onde carrée (1 Hz, 4 kHz, 8 kHz et 32 kHz). Il s'agit également d'un drain ouvert et nécessite une résistance de rappel externe. Il nécessite l'application de Vcc ou de Vb à pour faire fonctionner SQW / OUT, avec une tension de traction admissible de 5,5 V et peut être laissé flottant s'il n'est pas utilisé.
Broche 8: Alimentation primaire. Lorsque la tension est appliquée dans les limites normales, l'appareil est entièrement accessible et les données peuvent être écrites et lues. Lorsqu'une alimentation de secours est connectée à l'appareil et que VCC est inférieur à VTP, la lecture et l'écriture sont interdites. Cependant, à basse tension, la fonction d'indication de l'heure fonctionne toujours.
Caractéristiques:
- Signal de sortie d'onde carrée programmable
- Circuit automatique de détection et de commutation de panne de courant
- Consomme moins de 500 nA en mode batterie de secours avec l'oscillateur en marche
- Disponible en DIP ou SOIC 8 broches
- Reconnu par Underwriters Laboratory (UL)
- L'horloge en temps réel (RTC) compte les secondes, les minutes, les heures, la date du mois, le mois, le jour de la semaine et l'année avec une compensation des années bissextiles valable jusqu'à 2100
- RAM non volatile de 56 octets pour le stockage de données
- Interface à deux fils (I2C)
L'utilisation du DS1307 est principalement écrite et lue dans les registres de cette puce. La mémoire contient les 64 registres DS1307 8 bits adressés de 0 à 63 (de 00H à 3FH le système hexadécimal). Les huit premiers registres sont utilisés pour le registre d'horloge, les 56 restants vacants peuvent être utilisés car la RAM contient une variable temporaire si on le souhaite. Les sept premiers registres contiennent des informations sur l'heure de l'horloge, notamment: secondes, minutes, heures, secondaire, date, mois et année. Le DS1307 comprend plusieurs composants tels que des circuits d'alimentation, des circuits d'oscillateur, un contrôleur logique et un circuit d'interface I2C et le registre de pointeur d'adresse (ou RAM). Voyons le fonctionnement du DS1307.
Fonctionnement du DS1307:
Dans le circuit simple, les deux entrées X1 et X2 sont connectées à un oscillateur à cristal de 32,768 kHz comme source pour la puce. VBAT est connecté à la culture positive d'une puce de batterie 3V. L'alimentation Vcc de l'interface I2C est de 5 V et peut être fournie à l'aide de microcontrôleurs. Si l'alimentation Vcc n'est pas autorisée, la lecture et les écritures sont interdites.
Les conditions START et STOP sont requises lorsqu'un appareil souhaite établir une communication avec un appareil du réseau I2C.
- En fournissant un code d'identification de l'appareil et une adresse de registre, nous pouvons implémenter la condition START pour accéder à l'appareil.
- Les registres sont accessibles dans l'ordre série jusqu'à ce qu'une condition STOP soit implémentée
La condition START et la condition STOP lorsque la communication DS1307 I2C avec le microcontrôleur sont illustrées dans la figure ci-dessous.
L'appareil est configuré comme indiqué dans la figure ci-dessous. Le DS1307 a le bus 2 fils connecté à deux broches de port E / S du DS5000: SCL - P1.0, SDA - P1.1. Le VDDla tension est de 5 V, RP= 5KΩ et le DS5000 est au moyen d'un cristal de 12 MHz. L'autre appareil secondaire pourrait être tout autre appareil qui reconnaît le protocole à 2 fils, tel que le thermomètre et le thermostat numériques DS1621. L'interface avec le D5000 était habile en utilisant le matériel et le logiciel du kit DS5000T. Ces kits de développement permettent d’utiliser le PC comme un terminal stupide en utilisant les ports série du DS5000 pour remplacer quelques mots par le clavier et l’écran. 
Agencement typique de bus à 2 fils, le protocole de bus suivant a été défini pendant l'échange d'informations, la ligne de données doit rester stable chaque fois que la ligne d'horloge est haute. Les changements dans la ligne de données alors que la ligne d'horloge est haute seront interprétés comme des signaux de commande.
En conséquence, les conditions de bus suivantes ont été définies:
Démarrer le transfert de données : Un changement de l'état de la ligne de données de haut en bas, alors que la ligne d'horloge est haute, définit une condition START.
Arrêter le transfert de données : Un changement dans l'état de la ligne de données de bas à haut, alors que la ligne d'horloge est haute, définit la condition STOP.
Données valides : L'état de la ligne de données représente des données valides lorsque, après une condition START, la ligne de données est stable pendant la durée de la période haute du signal d'horloge. Les données sur la ligne doivent être modifiées pendant la période basse du signal d'horloge. Il y a une impulsion d'horloge par bit de données.
Chaque transfert de données est lancé avec une condition START et terminé avec une condition STOP. Le nombre d'octets de données transférés entre les conditions START et STOP n'est pas limité et est déterminé par l'équipement maître. Les informations sont transmises octet par octet et chaque récepteur acquitte avec un neuvième bit.
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