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STC8H开发(十四): I2C驱动RX8025T高精度实时时钟芯片 - Milton

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计时时钟芯片概览

常用的计时时钟芯片有 DS12C887, DS1302, DS1307, DS3231, RX8025, 各型号还有衍生型号. 可以看到到大部分是Dallas生产的芯片, RX8025的厂商是Epson. 其中

  • DS1302 和 DS1307 可以看成是同一芯片的不同协议版本(SPI和I2C), 需要外接晶振, 如果晶振不带温补, 计时误差受温度影响较大.
  • DS12C887是内建晶振的DS12C885, 在出厂时已经经过校准, 在+25°C时误差为±1分钟/月. DS12C887使用并口, 比较浪费IO资源, 另外体积也较大, 现在大都用于DIY用途.
  • DS3231 自带温补晶振, 精度很高, 在[-40°C, 85°C]范围内误差 ±0.432秒/天(±13秒/月). 是当之无愧的明星型号, 市面上有成品模块, 有Arduino lib, 用起来相当方便.
  • RX8025 也自建温补晶振, 精度与 DS3231 相当, 但是在市面上少见得多. 作为一个性价比非常高的型号, 有必要单独介绍一下.

RX8025T 简介

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RX8025T 是高精度I2C实时时钟芯片, I2C总线地址为固定的0x64

  • 400 kHz I2C接口
  • 内置 32.768 kHz 温度补偿晶振(DTCXO), 计时精度很高
  • 计时包含秒, 分, 时, 日, (周)日, 月, 年, 没有世纪. 对年份2000至2099有闰年补偿
  • 1个可编程闹钟, 支持按天及按周天循环
  • 方波输出, 定时器输出
  • 贮存温度[-55°C, 125°C], 工作温度[-40°C, 85°C]
  • 误差(3.0V电压)
    • 温度范围[ 0°C, 50°C], 误差 ±10秒/月
    • 温度范围[-40°C, 85°C], 误差 ±13秒/月
  • 工作电压 1.6V - 5.5V (typical: 3.0V), 电压低于2.2V时, 温度补偿停止工作
  • 时钟保持电压 1.2V - 5.5V
  • 工作电流 0.8μA - 20 μA, 温补工作峰值电流900μA

RX8025T 与 RX8025SA/NB 的区别

注意, RX-8025T 与 RX-8025SA/NB 只是部分相同, Pin不兼容, 寄存器也不完全相同

  • PIN: RX8025T 只有一个 /INT, RX8025SA 有两个 /INTA和/INTB
  • 寄存器0x07:RX8025T 为 RAM 可以读写, RX8025SA 为 Digital Offset 用于调节 32.768 kHz 晶振精度
  • 闹钟定义: RX8025T 为 0X08,0x09,0x0A, RX8025SA 为 周[0x08,0x09,0x0A], 日[0x0B,0x0C]
  • 定时器: RX8025T 带一个双字节(12bit)计数器, RX8025SA 没有
  • 小时格式: RX8025T 只支持24H, RX8025SA 区分12H和24H

RX8025T 与 DS3231 相比

二者精度都很高, 误差接近

  • DS3231 有备用电池pin, RX8025T 没有
  • DS3231 有两组闹钟, RX8025T 只有一组闹钟
  • DS3231 没有定时器, RX8025T 有定时器

RX8025T 管脚和典型电路

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PIN Name I/O 说明
1 T1(CE) Input 厂商测试 (不连接)
2 SCL Input I2C的时钟
3 FOUT Output C-MOS 输出, 由 FOE 控制. 当 FOE 为高电平时, 输出 32.768 kHz 信号, 当停止输出时, FOUT pin 表现为高阻态 (high impedance)
4 N.C.
5 TEST Input 厂商测试 (不连接)
6 VDD 供电正电压
7 FOE Input 用于控制 FOUT pin 的输出. 当此pin为高电平时, FOUT pin 为输出模式, 低电平时 FOUT pin 停止输出.
8 N.C.
9 N.C.
10 /INT Output 这个 pin 用于输出闹钟信号, 定时器信号, 时钟更新信号等, 这个pin为开漏输出.
11 GND 接地
12 T2(VPP) 厂商测试 (不连接)
13 SDA I/O I2C的数据输入输出, 输出时为 N-ch open drain, 需要上拉电阻.
14 N.C.

带备用电池的电路

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RX8025T 的寄存器

Addr Name 说明
0x00 SEC 计时秒, BCD码[0, 59], 前六位有效
0x01 MIN 计时分钟, BCD码[0, 59], 前六位有效
0x02 HOUR 计时小时, BCD码[0, 23], 24小时制, 前五位有效
0x03 WEEK 计时日(周天), 每一个bit代表一天, 从bit0至bit6依次为周日, 周一, ..., 周六
0x04 DAY 计时日, BCD码[1, 31], 前五位有效
0x05 MONTH 计时月, BCD码[1, 12], 前四位有效
0x06 YEAR 计时年, BCD码[0, 99], 全八位有效
0x07 RAM 非功能, 可读写区域
0x08 MIN Alarm 闹钟分钟, BCD码[0, 59], 前六位有效. 第七位AE标识是否忽略(不参与比较), 0:否, 1:是
0x09 HOUR Alarm 闹钟小时, BCD码[0, 23], 前五位有效. 第七位AE标识是否忽略
0x0A WEEK Alarm / DAY Alarm 闹钟日(周天/日), 由 WADA 寄存器控制
闹钟周天, 每一个bit代表一天, 从bit0至bit6依次为周日至周六, 第七位AE标识是否忽略
闹钟日, BCD码[1, 31], 前五位有效, 第七位AE标识是否忽略
0x0B Timer Counter 0 计数器的低8位, HEX码(正常数值)
0x0C Timer Counter 1 计数器的高4位, HEX码(正常数值)
0x0D Extension Register 扩展功能寄存器
0x0E Flag Register 标志位寄存器
0x0F Control Register 控制位寄存器

STC8H 驱动 RX8025T

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

代码下载地址

代码会将 RX8025T 时间设置为 2022-07-16 10:10:10, 然后每隔一秒显示一次时间, 数值为十六进制

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-

读写时间的方法


__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, 清除标志位, 关闭中断
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;
}

// 读取时间
uint8_t RX8025T_GetTime(uint8_t *t)
{
    I2C_Read(RX8025T_I2C_ADDR, RX8025T_REG_SECOND, t, 16);
    return HAL_OK;
}

// 设置时间
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方法示例

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);
    }
}

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