計時時鐘晶片概覽

常用的計時時鐘晶片有 DS12C887, DS1302, DS1307, DS3231, RX8025, 各型號還有衍生型號. 可以看到到大部分是Dallas生產的晶片, RX8025的廠商是Epson. 其中

DS1302 和 DS1307 可以看成是同一晶片的不同協定版本(SPI和I2C), 需要外接晶振, 如果晶振不帶溫補, 計時誤差受溫度影響較大.
DS12C887是內建晶振的DS12C885, 在出廠時已經經過校準, 在+25°C時誤差為±1分鐘/月. DS12C887使用並口, 比較浪費IO資源, 另外體積也較大, 現在大都用於DIY用途.
DS3231 自帶溫補晶振, 精度很高, 在[-40°C, 85°C]範圍內誤差 ±0.432秒/天(±13秒/月). 是當之無愧的明星型號, 市面上有成品模組, 有Arduino lib, 用起來相當方便.
RX8025 也自建溫補晶振, 精度與 DS3231 相當, 但是在市面上少見得多. 作為一個價效比非常高的型號, 有必要單獨介紹一下.

RX8025T 簡介

RX8025T 是高精度I2C實時時鐘晶片, I2C匯流排地址為固定的0x64

400 kHz I2C介面
內建 32.768 kHz 溫度補償晶振(DTCXO), 計時精度很高
計時包含秒, 分, 時, 日, (周)日, 月, 年, 沒有世紀. 對年份2000至2099有閏年補償
1個可程式化鬧鐘, 支援按天及按周天迴圈
方波輸出, 定時器輸出
貯存溫度[-55°C, 125°C], 工作溫度[-40°C, 85°C]
誤差(3.0V電壓)
- 溫度範圍[ 0°C, 50°C], 誤差 ±10秒/月
- 溫度範圍[-40°C, 85°C], 誤差 ±13秒/月
工作電壓 1.6V - 5.5V (typical: 3.0V), 電壓低於2.2V時, 溫度補償停止工作
時鐘保持電壓 1.2V - 5.5V
工作電流 0.8μA - 20 μA, 溫補工作峰值電流900μA

RX8025T 與 RX8025SA/NB 的區別

注意, RX-8025T 與 RX-8025SA/NB 只是部分相同, Pin不相容, 暫存器也不完全相同

PIN: RX8025T 只有一個 /INT, RX8025SA 有兩個 /INTA和/INTB
暫存器0x07:RX8025T 為 RAM 可以讀寫, RX8025SA 為 Digital Offset 用於調節 32.768 kHz 晶振精度
鬧鐘定義: RX8025T 為 0X08,0x09,0x0A, RX8025SA 為周[0x08,0x09,0x0A], 日[0x0B,0x0C]
定時器: RX8025T 帶一個雙位元組(12bit)計數器, RX8025SA 沒有
小時格式: RX8025T 只支援24H, RX8025SA 區分12H和24H

RX8025T 與 DS3231 相比

二者精度都很高, 誤差接近

DS3231 有備用電池pin, RX8025T 沒有
DS3231 有兩組鬧鐘, RX8025T 只有一組鬧鐘
DS3231 沒有定時器, RX8025T 有定時器

RX8025T 管腳和典型電路

管腳

PIN	Name	I/O	說明
1	T1(CE)	Input	廠商測試 (不連線)
2	SCL	Input	I2C的時鐘
3	FOUT	Output	C-MOS 輸出, 由 FOE 控制. 當 FOE 為高電平時, 輸出 32.768 kHz 訊號, 當停止輸出時, FOUT pin 表現為高阻態 (high impedance)
4	N.C.
5	TEST	Input	廠商測試 (不連線)
6	VDD		供電正電壓
7	FOE	Input	用於控制 FOUT pin 的輸出. 當此pin為高電平時, FOUT pin 為輸出模式, 低電平時 FOUT pin 停止輸出.
8	N.C.
9	N.C.
10	/INT	Output	這個 pin 用於輸出鬧鐘訊號, 定時器訊號, 時鐘更新訊號等, 這個pin為開漏輸出.
11	GND		接地
12	T2(VPP)		廠商測試 (不連線)
13	SDA	I/O	I2C的資料輸入輸出, 輸出時為 N-ch open drain, 需要上拉電阻.
14	N.C.

帶備用電池的電路

RX8025T 的暫存器

Addr	Name	說明
0x00	SEC	計時秒, BCD碼[0, 59], 前六位有效
0x01	MIN	計時分鐘, BCD碼[0, 59], 前六位有效
0x02	HOUR	計時小時, BCD碼[0, 23], 24小時制, 前五位有效
0x03	WEEK	計時日(周天), 每一個bit代表一天, 從bit0至bit6依次為週日, 週一, ..., 週六
0x04	DAY	計時日, BCD碼[1, 31], 前五位有效
0x05	MONTH	計時月, BCD碼[1, 12], 前四位有效
0x06	YEAR	計時年, BCD碼[0, 99], 全八位有效
0x07	RAM	非功能, 可讀寫區域
0x08	MIN Alarm	鬧鐘分鐘, BCD碼[0, 59], 前六位有效. 第七位AE標識是否忽略(不參與比較), 0:否, 1:是
0x09	HOUR Alarm	鬧鐘小時, BCD碼[0, 23], 前五位有效. 第七位AE標識是否忽略
0x0A	WEEK Alarm / DAY Alarm	鬧鐘日(周天/日), 由 WADA 暫存器控制
		鬧鐘周天, 每一個bit代表一天, 從bit0至bit6依次為週日至週六, 第七位AE標識是否忽略
		鬧鐘日, BCD碼[1, 31], 前五位有效, 第七位AE標識是否忽略
0x0B	Timer Counter 0	計數器的低8位元, HEX碼(正常數值)
0x0C	Timer Counter 1	計數器的高4位元, HEX碼(正常數值)
0x0D	Extension Register	擴充套件功能暫存器
0x0E	Flag Register	標誌位暫存器
0x0F	Control Register	控制位暫存器

STC8H 驅動 RX8025T

接線

P32   -> SCL
P33   -> SDA
GND   -> GND
3.3V  -> VCC

範例程式碼

程式碼下載地址

程式碼會將 RX8025T 時間設定為 2022-07-16 10:10:10, 然後每隔一秒顯示一次時間, 數值為十六進位制

10-10-10-40-16-07-22-01-00-04-00-00-00-00-00-40-
11-10-10-40-16-07-22-01-00-04-00-00-00-00-20-40-
12-10-10-40-16-07-22-01-00-04-00-00-00-00-20-40-
13-10-10-40-16-07-22-01-00-04-00-00-00-00-20-40-
14-10-10-40-16-07-22-01-00-04-00-00-00-00-20-40-
15-10-10-40-16-07-22-01-00-04-00-00-00-00-20-40-

讀寫時間的方法


__XDATA uint8_t buff[7];

uint8_t RX8025T_Write(uint8_t reg, uint8_t dat)
{
    return I2C_Write(RX8025T_I2C_ADDR, reg, &dat, 1);
}

// 初始化, 清除標誌位, 關閉中斷
uint8_t RX8025T_Init(void)
{
    // Reset all flags
    RX8025T_Write(RX8025T_REG_FLAG, 0x00);
    // Default , turn off all interrupts
    RX8025T_Write(RX8025T_REG_CONTROL, 0x40);
    return HAL_OK;
}

// 讀取時間
uint8_t RX8025T_GetTime(uint8_t *t)
{
    I2C_Read(RX8025T_I2C_ADDR, RX8025T_REG_SECOND, t, 16);
    return HAL_OK;
}

// 設定時間
uint8_t RX8025T_SetTime(uint8_t *t)
{
    RX8025T_Write(RX8025T_REG_SECOND, t[0]);
    RX8025T_Write(RX8025T_REG_MINUTE, t[1]);
    RX8025T_Write(RX8025T_REG_HOUR, t[2]);
    
    RX8025T_Write(RX8025T_REG_WEEKDAY, t[3]);
    RX8025T_Write(RX8025T_REG_DAY, t[4]);
    RX8025T_Write(RX8025T_REG_MONTH, t[5]);
    RX8025T_Write(RX8025T_REG_YEAR, t[6]);
    return HAL_OK;
}

main方法範例

int main(void)
{
    uint8_t i;
    SYS_SetClock();
    // UART1 configuration: baud 115200 with Timer2, 1T mode, no interrupt
    UART1_Config8bitUart(UART1_BaudSource_Timer2, HAL_State_ON, 115200);

    GPIO_Init();
    I2C_Init();
    RX8025T_Init();
    time[0] = 0x10; // second
    time[1] = 0x10; // minute
    time[2] = 0x10; // hour
    time[3] = 0x40; // week day
    time[4] = 0x16; // day
    time[5] = 0x07; // month
    time[6] = 0x22; // year
    RX8025T_SetTime(time);

    while(1)
    {
        RX8025T_GetTime(time);
        for (i = 0; i < BUFF_SIZE; i++)
        {
            UART1_TxHex(time[i]);
            UART1_TxChar('-');
        }
        UART1_TxString("\r\n");
        SYS_Delay(1000);
    }
}

STC8H開發(十四): I2C驅動RX8025T高精度實時時鐘晶片

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