DS1307引脚配置_工作原理_中文手册

顾名思义，实时时钟 (RTC) 是一个时钟模块。它们以集成电路 (IC) 的形式提供，可以像时钟一样监督计时，也可以像日历一样操作日期。

RTC的主要优点是它们有备用电池，所以即使出现电源故障也能保持时钟/日历运行。保持RTC运转只需极小的电流即可。目前可以在嵌入式系统和计算机主板等许多应用中找到这些RTC。在本文中，小编介绍一种比较常用的实时时钟 (RTC)，即DS1307芯片的相关基础内容。

基本概念

DS1307 RTC器件是一款使用I2C接口的8引脚器件。它是一款低功耗时钟/日历，带有56字节的备用电池SRAM。时钟/日历提供秒、分、时、日、日期、月和年的合格数据。每个月的结束日期会自动调整，尤其是少于31天的月份。

DS1307器件是应用最广泛的实时时钟，它由一个3V外接锂电池组成，在没有外接电源的情况下最长可保持工作十年以上。该器件使用CMOS 技术来保持低功耗。

引脚配置

DS1307器件提供8引脚配置，其详细配置及功能说明如下所述：

• PIN 1、2： 标准32.768 kHz石英晶体的连接。内部振荡器电路旨在与具有12.5pF指定负载电容的晶体一起工作。X1是振荡器的输入，也可以连接到外部32.768 kHz振荡器。如果外部振荡器连接到X1，则内部振荡器X2的输出会漂移。
• PIN 3：任何标准3V锂电池或其他能源的电池输入。电池电压应介于2V和3.5V之间以进行适当操作。拒绝访问RTC和用户RAM的标称写保护跳变点电压由内部电路设置为1.25xVBAT标称值。在25ºC断电的情况下，48mAhr或更大容量的锂电池可为DS1307供电10 年以上。UL认可在与锂电池结合使用时确保防止反向充电电流。
• PIN 4： 接地。
• PIN 5： 串行数据输入/输出。I2C串行接口的输入/输出是SDA，它是漏极开路并且需要一个上拉电阻，允许上拉电压高达5.5V，无论VCC上的电压是怎样的。
• PIN 6： 串行时钟输入，I2C接口时钟输入，用于数据同步。
• PIN 7： 方波/输出驱动器。启用时，SQWE位设置为1，SQW/OUT引脚输出四种方波频率（1Hz、4kHz、8kHz和32kHz）之一。这也是漏极开路，需要一个外部上拉电阻。它需要应用Vcc或Vbat 来操作SQW/OUT，允许上拉电压为5.5V，如果不使用，可以悬空。
• PIN 8： 主电源。当在正常范围内施加电压时，该设备是完全可访问的，并且可以写入和读取数据。当备份电源连接到器件且VCC低于VTP时，读取和写入被禁止。然而，在低电压下，计时功能仍然有效。

功能特点

• 可编程方波输出信号
• 自动电源故障检测和开关电路
• 在振荡器运行的电池备份模式下消耗小于500nA
• 提供8针DIP或SOIC
• 美国保险商实验室 (UL) 认可
• 实时时钟 (RTC) 计算秒、分、小时、日期、月份、星期几和年份，闰年补偿有效至2100
• 用于数据存储的56字节非易失性RAM
• 两线接口 (I2C)

工作原理

使用DS1307主要是对该芯片的寄存器进行读写操作。存储器包含所有64 个DS1307 8位寄存器，地址从0到63（十六进制从00H到3FH）。前八个寄存器用于时钟寄存器，如果需要，剩余的56个空位可用作包含临时变量的RAM。前七个寄存器包含有关时钟时间的信息，包括秒、分、时、秒、日期、月份和年份

DS1307包括电源电路、振荡器电路、逻辑控制器和I2C接口电路以及地址指针寄存器（或RAM）等几个元件。下面简单DS1307的工作原理。

在简单电路中，两个输入X1和X2连接到一个32.768kHz 晶体振荡器作为芯片的源。VBAT接一个3V电池芯片的正极文化。I2C接口的Vcc电源为5V，可以使用微控制器提供。如果电源Vcc未被授予读取和写入被禁止。

当设备想要与I2C网络中的设备建立通信时，需要启动和停止条件。

• 通过提供设备识别码和寄存器地址，可以实现START条件来访问设备。
• 可以按串行顺序访问寄存器，直到实现停止条件

DS1307 I2C与单片机通信时的START条件和STOP条件如下图所示：

另外，设备配置如下图所示。DS1307的2线总线连接到DS5000的两个I/O端口引脚：SCL – P1.0，SDA – P1.1。V _DD电压为5V，R_P =5KΩ，DS5000使用12-MHz晶振。

另一个辅助设备可以是识别双线协议的任何其他设备，例如DS1621数字温度计和恒温器。使用DS5000T套件硬件和软件可以熟练地连接D5000。这些开发工具包允许将PC用作哑终端，使用DS5000的串行端口来代替键盘和显示器的几个字。典型的2线总线排列，在数据交换信息时定义了总线协议：只要时钟线为高电平，数据线就必须保持稳定。时钟线为高电平时数据线的变化将被解释为控制信号。

因此，定义了以下总线条件：

• 开始数据传输：当时钟线为高电平时，数据线状态从高电平变为低电平的变化定义了START条件。
• 停止数据传输：数据线状态从低到高的变化，而时钟线为高，定义了停止条件。
• 数据有效：数据线的状态表示有效数据，在START条件之后，数据线在时钟信号的高电平期间保持稳定。线上的数据必须在时钟信号的低电平期间改变。每位数据有一个时钟脉冲。

每个数据传输都以START条件启动并以STOP条件终止。START和STOP条件之间传输的数据字节数不受限制，由主设备决定。信息按字节传输，每个接收器用第九位进行确认。

总结

DS1307是一款由Maxim Integrated公司生产的实时时钟芯片。它被广泛应用于计算机、电子设备等领域，用于提供准确的时间和日期信息。

DS1307芯片内置一个32.768kHz的晶振，可以精确地计时，并能够保持时间信息在断电或重启后不丢失。它具有时钟和日历功能，可以提供年、月、日、星期、小时、分钟和秒的信息。此外，DS1307还具有可编程的报警功能，可以触发中断或输出特定电平来通知系统。

DS1307通过I2C总线与外部设备进行通信，具有低功耗和小尺寸等优点。它可以通过硬件或软件控制进行读写，使用方便。由于其精度高、可靠性好、价格适中等特点，DS1307被广泛应用于各种计时和控制系统中。