trên 2024/09/3 295

PCF8563 Chip: Phân tích chi tiết các chức năng của nó và tích hợp hệ thống nhúng

Danh mục

Giới thiệu về PCF8563

PCF8563 là một chip đồng hồ đa chức năng cấp công nghiệp với chức năng giao diện xe buýt I2C tích hợp do Philips sản xuất, với mức tiêu thụ điện năng cực thấp.ChIP tích hợp nhiều chức năng báo động, chức năng hẹn giờ, chức năng đầu ra đồng hồ và các chức năng đầu ra ngắt.Nó có thể hoàn thành các dịch vụ thời gian phức tạp khác nhau và cung cấp các chức năng theo dõi cho vi điều khiển.Do hiệu suất tuyệt vời và hiệu suất chi phí cực cao, PCF8563 đã được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm như điện thoại, máy fax, đồng hồ nước, đồng hồ đo khí, đồng hồ điện, dụng cụ di động và dụng cụ chạy bằng pin.

Giải pháp thay thế và tương đương

• SI5216-A2-GTR

• SI5216-B3-GM2R

• SI5216-B3-GTR

• SI52138-A16AGMR

Đặc điểm của PCF8563

• Cờ thế kỷ

• Máy dò thấp điện áp

• Chức năng báo động và hẹn giờ

• Đặt lại nguồn nội bộ

• Pin ngắt cống mở

• Tụ dao động tích hợp

• Địa chỉ nô lệ I2C-Bus: Đọc A3H và viết A2H

• Phạm vi điện áp cung cấp hoạt động rộng: 1.0 đến 5,5 V

• Giao diện I2C-Bus hai dây 400 kHz (tại VDD = 1,8 đến 5,5 V)

• Dòng điện dự phòng thấp;thông thường 0,25 Phaa tại VDD = 3.0 V và temp = 25 ° C

• Đầu ra đồng hồ có thể lập trình cho các thiết bị ngoại vi (32.768 kHz, 1.024kHz, 32 Hz và 1 Hz)

• Cung cấp các năm, tháng, ngày, ngày trong tuần, giờ, phút và giây dựa trên 32.768 kHz Quartz Crystal

Chức năng chính của PCF8563

Chế độ chức năng hẹn giờ

Bộ đếm thời gian của PCF8563 là bộ đếm thời gian đếm ngược, có hiệu quả khi TE = 1.Giá trị đếm ngược được xác định bởi số nhị phân trong thanh ghi OFH.Khi giá trị đếm ngược đạt 00, bit TF sẽ được đặt thành 1. Nếu E = 1 được đặt cùng lúc, khi TF được đặt thành 1, nó sẽ tạo ra tín hiệu ngắt trên chân /int.Tín hiệu ngắt hoạt động ở mức thấp, tương tự như ngắt báo động.

Tín hiệu ngắt hẹn giờ của PCF8563 có hai chế độ, được điều khiển bởi bit T/TP.Khi TI/TP = 0 được đặt, tín hiệu ngắt giống như tín hiệu ngắt báo động, cả hai ở chế độ cấp thấp.Tại thời điểm này, tín hiệu ngắt có thể được xóa bằng cách đặt TF = 0.Khi Ti/TP = 1, tín hiệu ngắt ở chế độ xung và chiều rộng mức thấp của nó là khoảng 15ms.Trong chế độ này, tác động của bit TF là không đáng kể.Có thể thấy rằng cà vạt tương đương với bit điều khiển cho phép ngắt thời gian trong vi điều khiển và TF tương đương với cờ ứng dụng ngắt thời gian.Điều đáng chú ý là chức năng hẹn giờ và chức năng báo động có thể có hiệu quả cùng một lúc.

Chế độ chức năng báo động

PCF8563 có bốn chế độ báo động, cụ thể là báo động giờ, báo động hàng ngày, báo động hàng tháng và báo động hàng tuần.Khi báo động xảy ra, bit AF sẽ thay đổi thành 1. Để làm cho chức năng báo động hiệu quả, chúng ta cần đặt bit cao nhất AE của thanh ghi báo động tương ứng thành 0. Nếu aie = 1 được đặt cùng một lúc, nó sẽ tạo raTín hiệu ngắt mức thấp hoạt động trên chân /INT trong khi AF được đặt thành 1. Cách xóa tín hiệu ngắt là xóa bit AF thông qua phần mềm.Có thể thấy rằng AIE tương đương với bit điều khiển cho phép ngắt trong vi điều khiển, trong khi AF tương đương với cờ ứng dụng ngắt.

Sơ đồ khối của PCF8563

PCF8563 hoạt động như thế nào?

PCF8563 có 16 thanh ghi 8 bit.Các thanh ghi này bao gồm thanh ghi địa chỉ tự động, một bộ tạo dao động 32.768kHz tích hợp (với tụ điện tích hợp), bộ chia tần số (cung cấp đồng hồ nguồn cho RTC đồng hồ thời gian thực), đầu ra đồng hồ có thể lập trình, bộ hẹn giờ, bộ hẹn giờ, một bộ đếm thời gianBáo thức, máy dò Brownout và giao diện xe buýt I2C 400kHz.

Tất cả 16 thanh ghi được thiết kế dưới dạng thanh ghi song song 8 bit có thể địa chỉ, nhưng không phải tất cả các bit đều có chức năng thực tế.Trong số đó, hai thanh ghi đầu tiên (địa chỉ bộ nhớ 00H và 01H) được sử dụng làm thanh ghi kiểm soát và thanh ghi trạng thái tương ứng;Địa chỉ bộ nhớ 02H đến 08H được sử dụng cho bộ đếm đồng hồ;Địa chỉ 09H đến 0CH là các thanh ghi báo động, được sử dụng để xác định các điều kiện báo động;Địa chỉ 0DH Điều khiển tần số đầu ra của chân clkout;và địa chỉ 0EH và 0FH được sử dụng cho thanh ghi kiểm soát hẹn giờ và thanh ghi hẹn giờ tương ứng.Định dạng mã hóa của các giây, phút, giờ, ngày, tháng, năm và báo thức phút, báo động giờ và thanh ghi báo động ngày là BCD;trong khi ngày trong tuần và các sổ đăng ký báo động trong tuần không được mã hóa ở định dạng BCD.Khi thanh ghi RTC được đọc, nội dung của tất cả các bộ đếm được chốt để đảm bảo rằng không đọc sai chip lịch đồng hồ xảy ra trong quá trình truyền.

Mạch ứng dụng của PCF8563

Mạch ứng dụng PCF8563 chủ yếu bao gồm mạch đồng hồ, mạch cung cấp nguồn kết nối chip và mạch kết nối bus I2C.

Đầu tiên, mạch đồng hồ sử dụng bộ dao động tinh thể bên ngoài làm nguồn tần số chính để đảm bảo tính toán và hiển thị thời gian chính xác.Tần số của bộ tạo dao động có thể được điều chỉnh khi cần thiết và bằng cách chọn tần số thích hợp, ví dụ, bằng cách sử dụng mạch biến tần, có thể nhận ra các đơn vị thời gian khác nhau như giây, phút, giờ, ngày và năm.

Thứ hai, chip được kết nối với các mạch cung cấp năng lượng bao gồm năng lượng pin và năng lượng bên ngoài theo hai cách.Năng lượng pin cho phép PCF8563 tiếp tục hoạt động mà không có năng lượng bên ngoài để duy trì thời gian và ngày chính xác.Nguồn điện bên ngoài sau đó được sử dụng để cung cấp năng lượng và sạc chip.Ngoài ra còn có một mạch điều chỉnh điện áp để đảm bảo rằng chip có thể hoạt động đúng khi đối mặt với các dao động điện áp.

Cuối cùng, mạch kết nối bus I2C được sử dụng để kết nối PCF8563 với thiết bị điều khiển chính.Vì PCF8563 áp dụng giao thức giao tiếp xe buýt I2C, thiết bị điều khiển chính có thể nhận ra truyền dữ liệu với PCF8563 qua xe buýt I2C, do đó hoàn thành nhiều chức năng như có được thời gian và ngày và đặt đồng hồ báo thức.Mạch kết nối bus I2C chủ yếu bao gồm dòng đồng hồ SCL và dòng dữ liệu SDA.Tín hiệu được lọc và ổn định bằng cách kết nối các điện trở và tụ điện thích hợp để đảm bảo độ tin cậy và độ chính xác của truyền dữ liệu.

Giới hạn giá trị của PCF8563

Phù hợp với hệ thống xếp hạng tối đa tuyệt đối (IEC 60134).

PCF8563 được sử dụng như thế nào trong các hệ thống nhúng?

Việc áp dụng PCF8563 trong hệ thống nhúng chủ yếu liên quan đến kết nối phần cứng và cài đặt phần mềm.Trước hết, về mặt kết nối phần cứng, chúng ta cần kết nối mô -đun PCF8563 với bảng phát triển vi điều khiển một cách chính xác.Vì mô -đun PCF8563 được trang bị giao diện I2C, chúng tôi cần kết nối các chân SDA (Dữ liệu) và SCL (dòng đồng hồ) của mô -đun với các chân tương ứng trên bảng phát triển MCU.Ngoài ra, để đảm bảo hoạt động ổn định của mô -đun, chúng tôi cũng cần đảm bảo rằng các đường nguồn và đường nối đất được kết nối chính xác để cung cấp điện áp vận hành ổn định.

Thứ hai, về mặt thiết lập phần mềm, trước tiên chúng ta cần đảm bảo rằng môi trường phát triển áp dụng đã được cài đặt trên bảng phát triển MCU và xe buýt I2C đã được cấu hình chính xác.Tùy thuộc vào bảng phát triển và ngôn ngữ lập trình được sử dụng, chúng tôi cũng có thể cần cài đặt các thư viện hoặc trình điều khiển phù hợp.Khi viết mã, chúng ta có thể sử dụng các chức năng hoặc lệnh phù hợp để đọc thông tin về thời gian và ngày từ mô-đun đồng hồ thời gian thực PCF8563 và hiển thị nó trên màn hình nối tiếp hoặc thiết bị đầu ra khác của hệ thống nhúng.

Câu hỏi thường gặp [Câu hỏi thường gặp]

1. Địa chỉ I2C của PCF8563 là gì?

Địa chỉ ghi PCF8563 I2C là 0xA2 và địa chỉ đọc là 0xA3.

2. PCF8563 có phù hợp cho các ứng dụng năng lượng thấp không?

Có, PCF8563 được thiết kế để tiêu thụ năng lượng thấp, làm cho nó phù hợp với các thiết bị chạy bằng pin và các ứng dụng khác trong đó hiệu quả năng lượng là quan trọng.

3. Các tính năng chính của PCF8563 là gì?

Các tính năng của PCF8563 bao gồm đồng hồ/lịch thời gian thực, chức năng báo động, bồi thường tự động cho các năm và tháng nhảy vọt với ít hơn 31 ngày và mức tiêu thụ năng lượng thấp.

4. PCF8563 là gì?

PCF8563 là đồng hồ thời gian thực CMOS (RTC) và lịch được tối ưu hóa cho mức tiêu thụ điện năng thấp.Một đầu ra đồng hồ có thể lập trình, đầu ra ngắt và máy dò thấp điện áp cũng được cung cấp.Tất cả các địa chỉ và dữ liệu được truyền huyết thanh thông qua I²C-Bus hai chiều hai dòng.