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實(shí)時(shí)時(shí)鐘控制

已有 529 次閱讀2016-12-17 17:54 |個(gè)人分類:arduino| 時(shí)鐘

摘要：隨著使用正確的設(shè)備初始化和代碼序列的精確計(jì)時(shí)和時(shí)鐘鬧鐘操作變得更易于管理的任務(wù)。

介紹

當(dāng)我們讀到一個(gè)時(shí)鐘，因?yàn)槲覀兌紡男∽�，我們的眼睛“拍攝快照”目前的顯示值。有人已經(jīng)通過(guò)重新調(diào)整該顯示器為您可讀性的努力了。當(dāng)微處理器需要訪問(wèn)實(shí)時(shí)時(shí)鐘，最新的寄存器值的“快照”，必須重新定位成一個(gè)時(shí)間序列計(jì)算，我們都比較熟悉。

通過(guò)使用合適的設(shè)備初始化和代碼序列的精確計(jì)時(shí)和時(shí)鐘鬧鐘操作變得更易于管理的任務(wù)。

設(shè)備初始化

在第一功率應(yīng)用到一個(gè)新的時(shí)鐘分量，需要我的序列/ O指令可基于該特定的成分而改變。請(qǐng)參考寄存器結(jié)構(gòu)的設(shè)備規(guī)范。作為一般準(zhǔn)則，并假定電源穩(wěn)定和I / O端口是可操作的，則建議：

允許寫(xiě)入芯片（如果一個(gè)軟件寫(xiě)保護(hù)選項(xiàng)存在）
啟用32kHz的RTC振蕩器（如果沒(méi)有自動(dòng)啟動(dòng)）
定義硬件中斷輸出配置（多個(gè)）（如適用）
加載初始計(jì)數(shù)器值

使書(shū)寫(xiě)到RTC：這種獨(dú)特的功能加入到某些組件設(shè)計(jì)（例如，DS1305），以防止意外的時(shí)鐘變化。請(qǐng)參考寫(xiě)保護(hù)（WP）位解釋產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)。

啟用RTC振蕩器：在一些傳統(tǒng)設(shè)計(jì)（如DS12887，DS1307），RTC振蕩器不會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)在第一次開(kāi)機(jī)。此操作功能是為了防止運(yùn)輸/儲(chǔ)存期間電池的消耗，以及必須通過(guò)I / O被啟用。與外觀設(shè)計(jì)EOSC在控制寄存器位包括一個(gè)內(nèi)置振蕩器自動(dòng)啟動(dòng)功能，在第一動(dòng)力應(yīng)用程序執(zhí)行。在一些其它設(shè)計(jì)像DS1685，它也可能是必要的，以確定該晶體的負(fù)載電容設(shè)定為適當(dāng)?shù)恼袷幤鞯牟僮鳌?/font>

檢查'OSF“：有些RTC組件包含一個(gè)振蕩器停止標(biāo)志（OSF），允許用戶通過(guò)定期I / O監(jiān)控振蕩器工作。在初次上電，OSF將被設(shè)置。使振蕩器，清晰OSF，然后定期驗(yàn)證OSF位保持邏輯0后。

OSF可以成為基于任何這些條件邏輯1：

功率的初始應(yīng)用
在VCC和VBAT電壓不足以維持振蕩器運(yùn)行
EOSC位被設(shè)置為1，在停止振
在晶體的外部影響（泄漏，耦合等）

定義中斷輸出（多個(gè)）：取決于特定成分和期望的應(yīng)用，輸出功能的定義，現(xiàn)在應(yīng)該執(zhí)行，以防止從被發(fā)送到微處理器意外信號(hào)。實(shí)時(shí)報(bào)警（S），看門狗中斷，方波輸出頻率等組件編程選項(xiàng)，應(yīng)選擇以建立所需引腳/信號(hào)調(diào)理。

在具有實(shí)時(shí)報(bào)警裝置，每個(gè)鬧鐘寄存器應(yīng)首先被寫(xiě)入00H（如果二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制（BCD））或FFH（如二進(jìn)制），以防止任何意外的匹配/中斷產(chǎn)生。報(bào)警寄存器不出廠初始化，以及相關(guān)的報(bào)警標(biāo)志可以在任何時(shí)間報(bào)警寄存器內(nèi)容匹配實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)出現(xiàn)。

加載初始計(jì)數(shù)器（時(shí)間）值：再次參照該產(chǎn)品的說(shuō)明書(shū)和寄存器映射，計(jì)數(shù)器加載或讀的順序應(yīng)執(zhí)行從至少顯著計(jì)數(shù)到最顯著計(jì)數(shù)。圖1示出了計(jì)數(shù)器取向并進(jìn)行功能的典型的BCD格式的實(shí)時(shí)時(shí)鐘分量。

圖1. RTC計(jì)數(shù)器鏈。

每當(dāng)寫(xiě)入RTC，至少可以顯著計(jì)數(shù)器字節(jié)任何寫(xiě)復(fù)位內(nèi)部1Hz的鏈條，允許任何計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器位之前，用戶一秒鐘之后遞增。此1Hz的復(fù)位動(dòng)作，以及同步技術(shù)，在時(shí)間同步部將進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

為了方便使用，寄存器定向在提升重量和地址，以便您的編程方便。

BCD格式
百分之一秒（如果是這樣配置）
秒
分鐘
小時(shí)
天周的
日期
月份
年
世紀(jì)（如果配備）

二進(jìn)制（秒）
00H - > FFH = 0 - > 255
00H - > FFH = 256 - > 65535
00H - > FFH = 65536 - > 16777215
00H - > FFH = 16777216 - > 4294967295。

時(shí)間同步

對(duì)于一些用戶來(lái)說(shuō)，設(shè)置時(shí)鐘（寫(xiě)入RTC）的簡(jiǎn)單的動(dòng)作可以完成在該應(yīng)用程序的實(shí)時(shí)時(shí)鐘的計(jì)時(shí)精度的目標(biāo)。取決于初始化我們的設(shè)備時(shí)，所采取的照顧，當(dāng)針對(duì)由該應(yīng)用程序所控制的其他任務(wù)的執(zhí)行重達(dá)幾秒鐘的初始時(shí)鐘設(shè)定錯(cuò)誤可以被認(rèn)為是可接受的。

在其它應(yīng)用中，可能期望的實(shí)時(shí)時(shí)鐘與一個(gè)已知的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)同步，像WWV 1。如前所述，寫(xiě)入至少顯著計(jì)數(shù)器字節(jié)復(fù)位1Hz的計(jì)時(shí)鏈。圖2說(shuō)明了如何使用我重置1Hz的倒計(jì)時(shí)鏈2 C寫(xiě)的順序秒注冊(cè)的DS1340。從機(jī)地址字節(jié)（D0H），注冊(cè)地址（00H），以及“最新秒鐘值'（03H），被傳輸?shù)浇M件。異步1Hz的方波輸出的兩個(gè)有代表性的例子示來(lái)說(shuō)明得到調(diào)整。

圖2. I / O啟動(dòng)時(shí)鐘同步（我2所示的C格式）。

在數(shù)據(jù)字節(jié)（SCL 27日上升沿）的從機(jī)的應(yīng)答，從同時(shí)1）拉SDA低到ACK接收數(shù)據(jù)字節(jié)，2）1Hz的倒計(jì)時(shí)鏈復(fù)位，3）新秒鐘值（03H在圖2的例子）被插入秒寄存器傳送。

在第一個(gè)1Hz的SQW波形時(shí)，1Hz的信號(hào)是邏輯1的ACK時(shí)有發(fā)生。SQW被立即拉低。在ACK之后正是0.5秒時(shí)，SQW輸出轉(zhuǎn)換為高。正是ACK后1.0秒SQW被拉低，表示1秒已過(guò)因?yàn)閷?xiě)完成。讀秒立即注冊(cè)導(dǎo)致04H的內(nèi)容。

在第二1Hz的SQW圖，1Hz的信號(hào)是邏輯0時(shí)發(fā)生ACK，這樣SQW信號(hào)保持低電平，直到該ACK，那里的1Hz的輸出將變?yōu)楦唠娖胶�，正�?.5秒。正是ACK后1.0秒SQW被再次拉低，表明1秒已過(guò)因?yàn)閷?xiě)完成。讀秒立即注冊(cè)導(dǎo)致04H的內(nèi)容。

對(duì)于產(chǎn)品3線或SPI I / O，等效觸發(fā)圖2中的第27 SCL上升沿或者是SCLK或芯片使能的下一個(gè)存在的過(guò)渡（CE或CS，使用輸入管腳命名約定為準(zhǔn)）。

對(duì)于產(chǎn)品幻影的I / O，等效觸發(fā)到圖2中的第27 SCL上升沿是第72次寫(xiě)周期的串行數(shù)據(jù)包（包括64周期模式識(shí)別）的終止。

對(duì)于產(chǎn)品的字節(jié)寬I / O，相當(dāng)于觸發(fā)圖2中的第27 SCL的上升沿將向秒寄存器是寫(xiě)周期的結(jié)束。

使用時(shí)間日歷鬧鐘

上被一個(gè)或多個(gè)實(shí)時(shí)報(bào)警電路裝置中，用戶可以請(qǐng)求或者周期性或非周期性的中斷事件在一些預(yù)定的時(shí)間發(fā)生。警報(bào)可以提前所需的事件的被設(shè)置為30天。

報(bào)警的編程建議使用一些簡(jiǎn)單的規(guī)則：

初始化所有報(bào)警寄存器到已知狀態(tài)一次（報(bào)警不POR復(fù)位）
當(dāng)啟用報(bào)警電路不會(huì)改變實(shí)時(shí)時(shí)鐘寄存器設(shè)置
啟用了報(bào)警電路時(shí)，切勿更改報(bào)警寄存器設(shè)置
清除相關(guān)的報(bào)警標(biāo)志之前使該報(bào)警器（或者你可以創(chuàng)建一個(gè)過(guò)早中斷）

最常見(jiàn)的周期性的中斷是“每日鬧鐘”，定在上午5:30，完全獨(dú)立日歷內(nèi)容的激活。要忽略DAY /數(shù)據(jù)寄存器，我們將利用報(bào)警面具。

控制= 04H;上定義振蕩器INT / SQW輸出功能，報(bào)警關(guān)閉報(bào)警1秒= 00H;0秒報(bào)警1分鐘= 30小時(shí);30分鐘報(bào)警1小時(shí)= 45小時(shí);凌晨5點(diǎn)在12小時(shí)模式報(bào)警1日/日期= 80H;報(bào)警掩碼設(shè)置成匹配“小時(shí)，分鐘和秒” 狀態(tài)= 00H;清除這兩個(gè)報(bào)警標(biāo)志控制= 05H;立即啟用報(bào)警1（A1IE = 1）

上午5:30下一次出現(xiàn)時(shí)，INT / SQW引腳將斷言。

要清除中斷，留在同一時(shí)間為第二天上午啟用報(bào)警，清除相關(guān)的報(bào)警標(biāo)志（A1F）。

要清除中斷，并禁止任何未來(lái)的警報(bào)，清除相關(guān)警報(bào)啟用（A1IE）。

當(dāng)相關(guān)的報(bào)警被禁止，那些報(bào)警寄存器可以用于通用數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。

結(jié)論

組件初始化程序，正確排序，應(yīng)包括所有的RTC的硬件功能，對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行所需的定義。如果需要的話，實(shí)時(shí)時(shí)鐘也可以同步到外部時(shí)間的基礎(chǔ)上，并且該同步的一個(gè)過(guò)程已經(jīng)概述。另外，選擇使用實(shí)時(shí)時(shí)鐘的報(bào)警已被列入，重點(diǎn)對(duì)的I / O指令執(zhí)行順序。

參考