リアルタイムクロックとは何ですか？
名前が示すように、リアルタイムクロック（RTC）はクロックモジュールです。 DS1307リアルタイムクロック （RTC）ICは、I2Cインターフェースを使用する8ピンデバイスです。 DS1307は、56バイトのバッテリバックアップSRAMを備えた低電力クロック/カレンダーです。時計/カレンダーは、秒、分、時間、日、日付、月、年の認定データを提供します。特に31日未満の月の場合、各月の終了日は自動的に調整されます。
それらは集積回路（IC）として利用可能であり、時計のようにタイミングを監視し、カレンダーのように日付を操作します。 RTCの主な利点は、停電が発生した場合でも時計/カレンダーを実行し続けるバッテリーバックアップの配置を備えていることです。 RTCのアニメーションを維持するために必要な電流は非常に少ないです。これらのRTCは、組み込みシステムやコンピューターのマザーボードなどの多くのアプリケーションで見つけることができます。この記事では、リアルタイムクロック（RTC）の1つであるDS1307について説明します。
DS1307のピンの説明：
ピン1、2： 標準の32.768kHz水晶振動子の接続。内部発振器回路は、12.5pFの指定された負荷容量を持つ水晶での動作を目的としています。 X1はオシレーターへの入力であり、代わりに外部32.768kHzオシレーターに接続することもできます。外部発振器がX1に接続されている場合、内部発振器X2の出力はドリフトします。
ピン3 ：標準の3Vリチウム電池またはその他のエネルギー源用のバッテリー入力。適切に動作させるには、バッテリー電圧を2V〜3.5Vにする必要があります。 RTCおよびユーザーRAMへのアクセスが拒否される公称書き込み保護トリップポイント電圧は、内部回路によって公称1.25 xVBATとして設定されます。 48mAhr以上のリチウム電池は、25ºCで電力が供給されていない状態でDS1307を10年以上バックアップします。 ULは、リチウム電池と組み合わせて使用する場合、逆充電電流を防止することを認めています。
ピン4： 接地。
ピン5： シリアルデータの入出力。 I2Cシリアルインターフェースの入力/出力はSDAであり、オープンドレインでプルアップ抵抗が必要であり、最大5.5Vのプルアップ電圧が可能です。 VCCの電圧に関係なく。
ピン6： シリアルクロック入力。これはI2Cインターフェイスクロック入力であり、データ同期で使用されます。
ピン7： 方形波/出力ドライバー。有効にすると、SQWEビットが1に設定され、SQW / OUTピンは4つの方形波周波数（1Hz、4 kHz、8 kHz、および32 kHz）のいずれかを出力します。これもオープンドレインであり、外部プルアップ抵抗が必要です。 SQW / OUTを動作させるには、5.5Vの許容プルアップ電圧でVccまたはVbのいずれかを印加する必要があり、使用しない場合はフローティングのままにすることができます。
ピン8： 一次電源。電圧が通常の制限内で印加されると、デバイスは完全にアクセス可能になり、データの書き込みと読み取りが可能になります。バックアップ電源がデバイスに接続されていて、VCCがVTPを下回っている場合、読み取りと書き込みは禁止されます。ただし、低電圧でも計時機能は機能します。
特徴：
- プログラム可能な方形波出力信号
- 自動電源障害検出およびスイッチ回路
- 発振器が動作しているバッテリーバックアップモードで500nA未満を消費します
- 8ピンDIPまたはSOICで利用可能
- アンダーライターズラボラトリー（UL）が承認
- リアルタイムクロック（RTC）は、秒、分、時間、日付、月、曜日、および年をカウントし、うるう年の補償は2100まで有効です。
- データストレージ用の56バイトの不揮発性RAM
- 2線式インターフェース（I2C）
DS1307の使用は、主にこのチップのレジスタに書き込まれ、読み取られます。メモリには、64個すべてのDS1307が含まれています。8ビットレジスタは、0から63まで（16進システムの00Hから3FHまで）アドレス指定されます。最初の8つのレジスタはクロックレジスタに使用され、残りの56の空きレジスタは必要に応じてRAMに一時変数が含まれるため使用できます。最初の7つのレジスタには、秒、分、時間、セカンダリ、日付、月、年など、時計の時刻に関する情報が含まれています。 DS1307には、電源回路、発振回路、ロジックコントローラ、I2Cインターフェイス回路、アドレスポインタレジスタ（またはRAM）などのいくつかのコンポーネントが含まれています。 DS1307の動作を見てみましょう。
DS1307の動作：
単純な回路では、2つの入力X1とX2は、チップのソースとして32.768kHzの水晶発振器に接続されています。 VBATは、3Vバッテリーチップのポジティブカルチャーに接続されています。 I2CインターフェースへのVcc電力は5Vであり、マイクロコントローラーを使用して供給することができます。電源Vccに読み取りが許可されていない場合、書き込みは禁止されます。
デバイスがI2Cネットワーク内のデバイスとの通信を確立する場合は、START条件とSTOP条件が必要です。
- デバイス識別コードとレジスタアドレスを提供することにより、デバイスにアクセスするためのSTART条件を実装できます。
- レジスタは、STOP条件が実装されるまでシリアル順にアクセスできます。
DS1307I2Cとマイクロコントローラとの通信時のSTART条件とSTOP条件を下図に示します。
デバイスは、次の図に示すように構成されています。 DS1307には、DS5000の2つのI / Oポートピン（SCL – P1.0、SDA – P1.1）に接続された2線式バスがあります。 VDD電圧は5V、RP=5KΩで、DS5000は12MHzの水晶を使用しています。他のセカンダリデバイスは、DS1621デジタル温度計やサーモスタットなどの2線式プロトコルを認識する他のデバイスである可能性があります。 D5000とのインターフェースは、DS5000Tキットのハードウェアとソフトウェアを使用して熟練していました。これらの開発キットを使用すると、DS5000のシリアルポートを使用してPCをダム端末として使用し、キーボードとモニターでいくつかの単語を置き換えることができます。 
一般的な2線式バス構成では、データ交換情報中に次のバスプロトコルが定義されており、クロックラインがハイのときは常にデータラインが安定している必要があります。クロックラインがハイの間にデータラインが変化すると、制御信号として解釈されます。
“コンデンサの選び方 ”
したがって、次のバス条件が定義されています。
データ転送を開始します ：クロックラインがハイの間にデータラインの状態がハイからローに変化すると、START条件が定義されます。
データ転送を停止します ：クロックラインがハイのときにデータラインの状態がローからハイに変化すると、STOP条件が定義されます。
有効なデータ ：データラインの状態は、START条件の後、データラインがクロック信号のハイ周期の間安定している場合の有効なデータを表します。ライン上のデータは、クロック信号のロー期間中に変更する必要があります。データのビットごとに1つのクロックパルスがあります。
各データ転送はSTART条件で開始され、STOP条件で終了します。 START条件とSTOP条件の間で転送されるデータバイト数は制限されず、マスターデバイスによって決定されます。情報はバイト単位で転送され、各レシーバーは9番目のビットで確認応答します。
フォトクレジット
- による画像 暗号化-tbn0.gstatic
