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PCF8563 क्लॉक चिप: इसके कार्यों और एम्बेडेड सिस्टम एकीकरण का विस्तृत विश्लेषण

सूची

PCF8563 का परिचय

PCF8563 एक औद्योगिक-ग्रेड मल्टी-फंक्शन क्लॉक चिप है, जिसमें फिलिप्स द्वारा निर्मित I2C बस इंटरफ़ेस फ़ंक्शन के साथ बहुत कम बिजली की खपत है।चिप विभिन्न प्रकार के अलार्म फ़ंक्शंस, टाइमर फ़ंक्शन, क्लॉक आउटपुट फ़ंक्शन और इंटरप्ट आउटपुट फ़ंक्शन को एकीकृत करता है।यह विभिन्न जटिल समय सेवाओं को पूरा कर सकता है और माइक्रोकंट्रोलर के लिए वॉचडॉग फ़ंक्शन प्रदान कर सकता है।इसके उत्कृष्ट प्रदर्शन और अत्यधिक उच्च लागत प्रदर्शन के कारण, PCF8563 का उपयोग टेलीफोन, फैक्स मशीन, पानी के मीटर, गैस मीटर, बिजली मीटर, पोर्टेबल उपकरण और बैटरी-संचालित उपकरणों जैसे उत्पादों में व्यापक रूप से किया गया है।

विकल्प और समकक्ष

• SI5216-A2-GTR

• SI5216-B3-GM2R

• SI5216-B3-GTR

• SI52138-A16AGMR

PCF8563 के लक्षण

• सेंचुरी फ्लैग

• वोल्टेज-लो डिटेक्टर

• अलार्म और टाइमर फ़ंक्शन

• आंतरिक पावर-ऑन रीसेट

• खुले नाली इंटरप्ट पिन

• एकीकृत थरथरानवाला संधारित्र

• I2C-BUS स्लेव पता: A3H पढ़ें और A2H लिखें

• वाइड ऑपरेटिंग सप्लाई वोल्टेज रेंज: 1.0 से 5.5 वी

• 400 kHz दो-तार I2C-BUS इंटरफ़ेस (VDD = 1.8 से 5.5 V पर)

• कम बैकअप करंट;VDD = 3.0 V और TEMP = 25 ° C पर विशिष्ट 0.25 µA

• परिधीय उपकरणों के लिए प्रोग्राम करने योग्य घड़ी आउटपुट (32.768 kHz, 1.024kHz, 32 हर्ट्ज और 1 हर्ट्ज)

• 32.768 kHz क्वार्ट्ज क्रिस्टल के आधार पर वर्ष, महीने, दिन, सप्ताह, घंटे, मिनट और सेकंड प्रदान करता है

PCF8563 के मुख्य कार्य

टाइमर फ़ंक्शन मोड

PCF8563 का टाइमर एक उलटी गिनती टाइमर है, जो कि Te = 1 होने पर प्रभावी है।काउंटडाउन मान OFH रजिस्टर में बाइनरी नंबर द्वारा निर्धारित किया जाता है।जब उलटी गिनती मान 00 तक पहुंच जाता है, तो TF बिट को 1 पर सेट किया जाएगा। यदि E = 1 एक ही समय में सेट किया जाता है, जब TF 1 पर सेट होता है, तो यह /int पिन पर एक इंटरप्ट सिग्नल उत्पन्न करेगा।इंटरप्ट सिग्नल अलार्म इंटरप्ट के समान निम्न स्तर पर सक्रिय है।

PCF8563 के टाइमर इंटरप्ट सिग्नल में दो मोड होते हैं, जो टी/टीपी बिट द्वारा नियंत्रित होते हैं।जब Ti/tp = 0 सेट किया जाता है, तो इंटरप्ट सिग्नल अलार्म इंटरप्ट सिग्नल के समान होता है, दोनों निम्न स्तर मोड में होते हैं।इस समय, TF = 0 सेट करके इंटरप्ट सिग्नल को साफ किया जा सकता है।जब Ti/tp = 1, इंटरप्ट सिग्नल पल्स मोड में होता है, और इसकी पल्स निम्न-स्तरीय चौड़ाई लगभग 15ms होती है।इस मोड में, टीएफ बिट का प्रभाव नगण्य है।यह देखा जा सकता है कि टाई माइक्रोकंट्रोलर में समयबद्ध इंटरप्ट सक्षम कंट्रोल बिट के बराबर है, और टीएफ समयबद्ध इंटरप्ट एप्लिकेशन फ्लैग के बराबर है।यह ध्यान देने योग्य है कि टाइमर फ़ंक्शन और अलार्म फ़ंक्शन एक ही समय में प्रभावी हो सकता है।

अलार्म फ़ंक्शन मोड

PCF8563 में चार अलार्म मोड हैं, अर्थात् घंटे अलार्म, दैनिक अलार्म, मासिक अलार्म और साप्ताहिक अलार्म।जब कोई अलार्म होता है, तो एएफ बिट 1 में बदल जाएगा। अलार्म फ़ंक्शन को प्रभावी बनाने के लिए, हमें इसी अलार्म रजिस्टर के उच्चतम बिट एई को 0. पर सेट करने की आवश्यकता है। यदि एआई = 1 एक ही समय में सेट किया गया है, तो यह उत्पन्न होगा।/INT पिन पर एक सक्रिय निम्न-स्तरीय इंटरप्ट सिग्नल जबकि AF पर सेट किया गया है।यह देखा जा सकता है कि एआईई माइक्रोकंट्रोलर में इंटरप्ट सक्षम कंट्रोल बिट के बराबर है, जबकि एएफ इंटरप्ट एप्लिकेशन फ्लैग के बराबर है।

PCF8563 का ब्लॉक आरेख

PCF8563 कैसे काम करता है?

PCF8563 में 16 8-बिट रजिस्टर हैं।इन रजिस्टरों में एक ऑटो-इन्क्रीमेंटिंग एड्रेस रजिस्टर, एक अंतर्निहित 32.768kHz ऑसिलेटर (एक एकीकृत कैपेसिटर के साथ), एक आवृत्ति डिवाइडर (वास्तविक समय घड़ी आरटीसी के लिए स्रोत घड़ी प्रदान करना), एक प्रोग्राम योग्य घड़ी आउटपुट, एक टाइमर, एक टाइमर, ए।अलार्म, एक ब्राउनआउट डिटेक्टर और एक 400kHz I2C बस इंटरफ़ेस।

सभी 16 रजिस्टरों को पता योग्य 8-बिट समानांतर रजिस्टरों के रूप में डिज़ाइन किया गया है, लेकिन सभी बिट्स में वास्तविक कार्य नहीं हैं।उनमें से, पहले दो रजिस्टर (मेमोरी पते 00H और 01H) का उपयोग क्रमशः नियंत्रण रजिस्टरों और स्थिति रजिस्टरों के रूप में किया जाता है;मेमोरी पते 02H से 08H का उपयोग क्लॉक काउंटरों के लिए किया जाता है;पते 09H से 0ch अलार्म रजिस्टर हैं, जिसका उपयोग अलार्म की स्थिति को परिभाषित करने के लिए किया जाता है;पता 0DH CLKOUT पिन की आउटपुट आवृत्ति को नियंत्रित करें;और पते 0EH और 0FH का उपयोग क्रमशः टाइमर कंट्रोल रजिस्टर और टाइमर रजिस्टर के लिए किया जाता है।सेकंड, मिनट, घंटे, दिन, महीने, वर्ष, और मिनट अलार्म, आवर अलार्म, और डे अलार्म रजिस्टर का एन्कोडिंग प्रारूप बीसीडी है;जबकि सप्ताह और कार्यदिवस अलार्म रजिस्टर का दिन बीसीडी प्रारूप में एन्कोडेड नहीं है।जब RTC रजिस्टर पढ़ा जाता है, तो सभी काउंटरों की सामग्री को यह सुनिश्चित करने के लिए तैयार किया जाता है कि ट्रांसमिशन के दौरान क्लॉक कैलेंडर चिप का कोई गलत नहीं होता है।

PCF8563 का अनुप्रयोग सर्किट

PCF8563 एप्लिकेशन सर्किट में मुख्य रूप से एक क्लॉक सर्किट, एक चिप कनेक्शन पावर सप्लाई सर्किट और एक I2C बस कनेक्शन सर्किट शामिल है।

सबसे पहले, घड़ी सर्किट सटीक समय गणना और प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए मुख्य आवृत्ति स्रोत के रूप में एक बाहरी क्रिस्टल थरथरानवाला का उपयोग करता है।थरथरानवाला की आवृत्ति को आवश्यकतानुसार समायोजित किया जा सकता है, और उपयुक्त आवृत्ति का चयन करके, उदाहरण के लिए, एक इन्वर्टर सर्किट का उपयोग करके, सेकंड, मिनट, घंटे, दिन, महीने और वर्षों जैसी विभिन्न समय इकाइयों का प्रदर्शन महसूस किया जा सकता है।

दूसरा, चिप दो तरह से बैटरी पावर और बाहरी बिजली सहित बिजली की आपूर्ति सर्किट से जुड़ी है।बैटरी पावर PCF8563 को सटीक समय और तारीख बनाए रखने के लिए बाहरी शक्ति के बिना काम करना जारी रखने की अनुमति देता है।बाहरी बिजली की आपूर्ति का उपयोग चिप को बिजली और चार्ज करने के लिए किया जाता है।यह सुनिश्चित करने के लिए एक वोल्टेज नियामक सर्किट भी है कि चिप वोल्टेज में उतार -चढ़ाव के चेहरे में ठीक से काम करने में सक्षम है।

अंत में, I2C बस कनेक्शन सर्किट का उपयोग PCF8563 को मुख्य नियंत्रण उपकरण से जोड़ने के लिए किया जाता है।चूंकि PCF8563 I2C बस संचार प्रोटोकॉल को अपनाता है, इसलिए मुख्य नियंत्रण उपकरण I2C बस के माध्यम से PCF8563 के साथ डेटा ट्रांसमिशन का एहसास कर सकता है, जिससे समय और तिथि प्राप्त करने और अलार्म घड़ी सेट करने जैसे कई कार्यों को पूरा किया जा सकता है।I2C बस कनेक्शन सर्किट मुख्य रूप से SCL क्लॉक लाइन और SDA डेटा लाइन से बना है।डेटा ट्रांसमिशन की विश्वसनीयता और सटीकता सुनिश्चित करने के लिए उपयुक्त प्रतिरोधों और कैपेसिटर को जोड़कर सिग्नल को फ़िल्टर और स्थिर किया जाता है।

PCF8563 के मानों को सीमित करना

पूर्ण अधिकतम रेटिंग प्रणाली (IEC 60134) के अनुसार।

एम्बेडेड सिस्टम में PCF8563 का उपयोग कैसे किया जाता है?

एम्बेडेड सिस्टम में PCF8563 के अनुप्रयोग में मुख्य रूप से हार्डवेयर कनेक्शन और सॉफ़्टवेयर सेटिंग शामिल है।सबसे पहले, हार्डवेयर कनेक्शन के संदर्भ में, हमें PCF8563 मॉड्यूल को माइक्रोकंट्रोलर विकास बोर्ड के साथ सही ढंग से कनेक्ट करने की आवश्यकता है।चूंकि PCF8563 मॉड्यूल I2C इंटरफ़ेस से लैस है, इसलिए हमें MCU विकास बोर्ड पर संबंधित पिन से मॉड्यूल के SDA (डेटा लाइन) और SCL (क्लॉक लाइन) पिन को कनेक्ट करने की आवश्यकता है।इसके अलावा, मॉड्यूल के स्थिर संचालन को सुनिश्चित करने के लिए, हमें यह भी सुनिश्चित करने की आवश्यकता है कि एक स्थिर ऑपरेटिंग वोल्टेज प्रदान करने के लिए पावर और ग्राउंड लाइनें सही ढंग से जुड़ी हुई हैं।

दूसरा, सॉफ्टवेयर सेटअप के संदर्भ में, हमें पहले यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता है कि लागू विकास वातावरण MCU विकास बोर्ड पर स्थापित किया गया है और I2C बस को सही ढंग से कॉन्फ़िगर किया गया है।उपयोग किए गए विकास बोर्ड और प्रोग्रामिंग भाषा के आधार पर, हमें उपयुक्त पुस्तकालयों या ड्राइवरों को स्थापित करने की भी आवश्यकता हो सकती है।कोड लिखते समय, हम PCF8563 रियल-टाइम क्लॉक मॉड्यूल से समय और दिनांक की जानकारी को पढ़ने के लिए उपयुक्त कार्यों या कमांड का उपयोग कर सकते हैं और इसे सीरियल मॉनिटर या एम्बेडेड सिस्टम के अन्य आउटपुट डिवाइस पर प्रदर्शित कर सकते हैं।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न [FAQ]

1. PCF8563 का I2C पता क्या है?

PCF8563 I2C राइट एड्रेस 0xa2 है, और रीड एड्रेस 0xa3 है।

2. क्या PCF8563 कम-शक्ति अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है?

हां, PCF8563 को कम बिजली की खपत के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिससे यह बैटरी-संचालित उपकरणों और अन्य अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जहां बिजली दक्षता महत्वपूर्ण है।

3. PCF8563 की मुख्य विशेषताएं क्या हैं?

PCF8563 सुविधाओं में वास्तविक समय की घड़ी/कैलेंडर, अलार्म फ़ंक्शन, लीप वर्षों के लिए स्वचालित मुआवजा और 31 दिनों से कम के साथ महीनों और कम बिजली की खपत शामिल हैं।

4. PCF8563 क्या है?

PCF8563 एक CMOS रियल-टाइम क्लॉक (RTC) और कैलेंडर कम बिजली की खपत के लिए अनुकूलित है।एक प्रोग्राम करने योग्य घड़ी आउटपुट, इंटरप्ट आउटपुट और वोल्टेज-लो डिटेक्टर भी प्रदान किए जाते हैं।सभी पते और डेटा को दो-पंक्ति द्विदिश I ofc-bus के माध्यम से क्रमिक रूप से स्थानांतरित किया जाता है।