¿Qué son los relojes en tiempo real?
Los relojes en tiempo real (RTC), como su nombre lo recomienda, son módulos de reloj. El reloj en tiempo real DS1307 (RTC) IC es un dispositivo de 8 pines que utiliza una interfaz I2C. El DS1307 es un reloj / calendario de bajo consumo con 56 bytes de SRAM de respaldo de batería. El reloj / calendario proporciona datos calificados de segundos, minutos, horas, día, fecha, mes y año. La fecha de finalización de cada mes se ajusta automáticamente, especialmente para meses con menos de 31 días.
Están disponibles como circuitos integrados (IC) y supervisan el tiempo como un reloj y también operan la fecha como un calendario. La principal ventaja de RTC es que tienen una disposición de respaldo de batería que mantiene el reloj / calendario funcionando incluso si hay un corte de energía. Se requiere una corriente excepcionalmente pequeña para mantener el RTC animado. Podemos encontrar estos RTC en muchas aplicaciones como sistemas embebidos y placas madre de computadoras, etc. En este artículo veremos sobre uno de los relojes de tiempo real (RTC), es decir, DS1307.
Descripción de clavijas de DS1307:
Pin 1, 2: Conexiones para cristal de cuarzo estándar de 32,768 kHz. El circuito del oscilador interno está diseñado para funcionar con un cristal que tiene una capacidad de carga especificada de 12,5 pF. X1 es la entrada al oscilador y, alternativamente, se puede conectar a un oscilador externo de 32,768 kHz. La salida del oscilador interno, X2, se desvía si un oscilador externo está conectado a X1.
Pin 3 : Entrada de batería para cualquier celda de litio estándar de 3 V u otra fuente de energía. El voltaje de la batería debe estar entre 2 V y 3,5 V para un funcionamiento adecuado. La tensión nominal del punto de disparo de protección contra escritura a la que se deniega el acceso al RTC y la RAM del usuario está establecida por los circuitos internos en 1,25 x VBAT nominal. Una batería de litio de 48 mAhr o más respaldará al DS1307 durante más de 10 años en ausencia de energía a 25ºC. UL reconocido para asegurar contra corriente de carga inversa cuando se utiliza como parte de una batería de litio.
Pin 4: Suelo.
Pin 5: Entrada / salida de datos en serie. La entrada / salida para la interfaz serial I2C es la SDA, que es de drenaje abierto y requiere una resistencia pull up, lo que permite un voltaje pull up de hasta 5.5V. Independientemente del voltaje en VCC.
Pin 6: Entrada de reloj serial. Es la entrada de reloj de la interfaz I2C y se utiliza en la sincronización de datos.
Pin 7: Controlador de onda cuadrada / salida. Cuando está habilitado, el bit SQWE se establece en 1, el pin SQW / OUT genera una de las cuatro frecuencias de onda cuadrada (1Hz, 4 kHz, 8 kHz y 32 kHz). Esto también es de drenaje abierto y requiere una resistencia pull-up externa. Requiere la aplicación de Vcc o Vb at para operar SQW / OUT, con un voltaje de subida permisible de 5.5V y puede dejarse flotando, si no se usa.
Pin 8: Fuente de alimentación primaria. Cuando se aplica voltaje dentro de los límites normales, el dispositivo es completamente accesible y los datos se pueden escribir y leer. Cuando se conecta una fuente de respaldo al dispositivo y VCC está por debajo de VTP, la lectura y escritura se inhiben. Sin embargo, a bajos voltajes, la función de indicación de la hora sigue funcionando.
Características:
- Señal de salida de onda cuadrada programable
- Circuito automático de detección y conmutación de fallos de alimentación
- Consume menos de 500nA en modo de respaldo de batería con el oscilador en funcionamiento
- Disponible en DIP o SOIC de 8 pines
- Laboratorio de suscriptores (UL) reconocido
- El reloj en tiempo real (RTC) cuenta segundos, minutos, horas, fecha del mes, mes, día de la semana y año con compensación de año bisiesto válida hasta 2100
- RAM no volátil de 56 bytes para almacenamiento de datos
- Interfaz de dos cables (I2C)
El uso del DS1307 se escribe y lee principalmente en los registros de este chip. La memoria contiene los 64 registros DS1307 de 8 bits que se direccionan de 0 a 63 (de 00H a 3FH el sistema hexadecimal). Los primeros ocho registros se utilizan para el registro de reloj, los 56 restantes pueden utilizarse ya que la RAM contiene una variable temporal si se desea. Los primeros siete registros contienen información sobre la hora del reloj que incluye: segundos, minutos, horas, secundario, fecha, mes y año. El DS1307 incluye varios componentes como circuitos de potencia, circuitos de oscilador, controlador lógico y circuito de interfaz I2C y el registro de puntero de dirección (o RAM). Veamos el funcionamiento de DS1307.
Funcionamiento de DS1307:
En el circuito simple, las dos entradas X1 y X2 están conectadas a un oscilador de cristal de 32,768 kHz como fuente para el chip. VBAT está conectado al cultivo positivo de un chip de batería de 3V. La potencia de Vcc a la interfaz I2C es de 5 V y se puede suministrar mediante microcontroladores. Si no se concede la fuente de alimentación Vcc, la lectura y la escritura se inhiben.
Las condiciones START y STOP son necesarias cuando un dispositivo desea establecer comunicación con un dispositivo en la red I2C.
- Al proporcionar un código de identificación del dispositivo y una dirección de registro, podemos implementar la condición de INICIO para acceder al dispositivo.
- Se puede acceder a los registros en orden de serie hasta que se implemente una condición de PARADA
La condición de ARRANQUE y la condición de PARADA cuando la comunicación DS1307 I2C con el microcontrolador se muestra en la figura siguiente.
El dispositivo está configurado como se menciona en la figura siguiente. El DS1307 tiene el bus de 2 cables conectado a dos pines del puerto de E / S del DS5000: SCL - P1.0, SDA - P1.1. La VDDel voltaje es de 5 V, RPAG= 5KΩ y el DS5000 es mediante un cristal de 12 MHz. El otro dispositivo secundario podría ser cualquier otro dispositivo que reconozca el protocolo de 2 cables, como el Termómetro y Termostato Digital DS1621. La interfaz con la D5000 se habilitó utilizando el hardware y software del kit DS5000T. Estos kits de desarrollo permiten que la PC se utilice como un terminal tonto utilizando los puertos serie del DS5000 para sustituir algunas palabras por el teclado y el monitor. 
Disposición típica de bus de 2 hilos, el siguiente protocolo de bus se ha definido durante el intercambio de datos. La línea de datos debe permanecer estable siempre que la línea de reloj sea alta. Los cambios en la línea de datos mientras la línea del reloj está alta se interpretarán como señales de control.
En consecuencia, se han definido las siguientes condiciones de bus:
Iniciar transferencia de datos : Un cambio en el estado de la línea de datos de alto a bajo, mientras que la línea del reloj es alta, define una condición de INICIO.
Detener la transferencia de datos : Un cambio en el estado de la línea de datos de bajo a alto, mientras que la línea del reloj es alta, define la condición de PARADA.
Datos validos : El estado de la línea de datos representa datos válidos cuando, después de una condición de INICIO, la línea de datos es estable durante el período alto de la señal de reloj. Los datos de la línea deben cambiarse durante el período bajo de la señal del reloj. Hay un pulso de reloj por bit de datos.
Cada transferencia de datos se inicia con una condición de ARRANQUE y termina con una condición de PARO. El número de bytes de datos transferidos entre las condiciones START y STOP no está limitado y lo determina el dispositivo maestro. La información se transfiere por bytes y cada receptor reconoce con un noveno bit.
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