Главная

Особенности RTC M41T56

2019-06-26 в 19:00, admin, рубрики: M41T56, RTC, программирование микроконтроллеров

M41T56 это микросхема Real Time Clock, являющаяся аналогом популярной DS1307. И хотя даже цоколевка микросхем совпадает, у них есть существенные отличия, о которых я постараюсь рассказать.

Краткое описание

Я не буду останавливаться на работе шины IIC, отмечу только что обе микросхемы имеет адрес 0xd0. Для работы с временем микросхемы содержат семь регистров счета и регистр управления. Регистры счета содержат числа в двоично-десятичном формате, однако некоторые биты имеют особое значение.

Регистры
xxx — значение бита не определено.

функция	индекс	биты								возможные значения
функция	индекс	7	6	5	4	3	2	1	0	возможные значения
секунды	0x00	ST	десятки секунд			единицы секунд				0 — 59
минуты	0x01	xxx	десятки минут			единицы минут				0 — 59
часы	0x02	SEB	SB	десятки часов		единицы часов				0 — 23
день	0x03	xxx	xxx	xxx	xxx	xxx	день недели			1 — 7
день месяца	0x04	xxx	xxx	десятки дня		единицы дня				1 — (28\|29\|30\|31)
месяц	0x05	xxx	xxx	xxx	дес	единицы месяца				1 — 12
год	0x06	десятки года				единицы года				0 — 99
регистр управления	0x07	OUT	FT	S	величина коррекции					-

Биты
x — после включения состояние бита может быть любым.

бит	после сброса	описание
ST	x	При записи 1 в этот бит генератор останавливается
CEB	x	Когда бит CEB (Century Enable Bit) установлен, то при достижении нового века бит CB (Century Bit) поменяет значение на противоположное.
CB	x
OUT	1	Когда биты OUT (OUTput level) и FT (Frequency Test) равны нулю, вывод FT/OUT прижимается к земле. При FT=1 на выводе FT/OUT 512 Гц и бит OUT не имеет значения.
FT	0
S	x	Знак калибровки хода RTC.

Различия начинаются в назначении битов 7, 6 и 5 регистра часов. В M41T56 биты 7 и 6 используются для индикации перехода в новое столетие, а биты 5 и 4 используются для счета десятков часов. Причем счет часов возможен только в режиме 24, режим AM/PM недоступен. В DS1307 бит 7 не используется, ноль в бите 6 указывает, что используется режим счета 24 и этом случае биты 5 и 4 содержат десятки часов. Если в бите 6 единица, то бит 5 становится флагом AM/PM, а бит 4 содержит десятки часов.

Существенные отличия есть в регистре управления, которой содержит слово коррекции хода.

Коррекция хода

M41T56 позволяет компенсировать погрешность кварцевого резонатора в диапазоне от -62 до +124 ppm, что дает отклонение не более чем ±5 секунд за месяц. За компенсацию отвечают шесть младших битов управляющего регистра. Биты 4-0 содержат целое число без знака величины коррекции, а бит 5 задает направление коррекции. Если бит 5 содержит ноль, то ход замедляется с шагом 2.034 ppm, в противном случае RTC ускоряется с шагом 4.068. Это неудобно, поэтому я набросал пару простых функций для преобразования из ppm в слово коррекции и обратно.

/* Маска для получения только значения калибровки без знака. */
#define MASK_CALIBR             ((1 << 4) | (1 << 3) | (1 << 2) | (1 << 1) | (1 << 0))
/* Маска для получения только значения калибровки без знака. */
#define MASK_CALIBR_SIGN        (1 << 5)

/**
 * Получение значения коррекции хода.
 * @param caliber Калибровочное слово из RTC.
 * @return Коррекция хода в ppm.
 */
int8_t caliber_to_ppm(uint8_t caliber)
{
        int8_t result = caliber & MASK_CALIBR;

        result = (uint8_t) result * 2;
        if ((caliber & MASK_CALIBR_SIGN) != 0) {
                result = -result;
        } else {
                result = (uint8_t) result * 2;
        }

        return result;
}

/**
 * Получение калибровочного слова.
 * @param ppm Коррекция хода в ppm.
 * @return Калибровочное слово для RTC.
 */
uint8_t ppm_to_caliber(int8_t ppm)
{
        uint8_t result;

        if (ppm < 0) {
                result = (uint8_t) (-ppm + 1) / 2;
                result |= MASK_CALIBR_SIGN;
        } else {
                result = (uint8_t) (ppm + 2) / 4;
        }

        return result;
}

Детектирование сбоев

Ни DS1307, но M41T56 не умеют детектировать сбои генерации, но гарантируют, что при включении питания некоторые биты будут в определенном состоянии. M41T56 при включении в управляющем регистре будет 10xxxxxx. Для отслеживания сбоев в программе можно придерживаться следующего алгоритма. Если при включении микроконтроллера регистр управления RTC содержит 10xxxxxx, значит был сбой питания и в регистр нужно записать значение, старшие биты которого не равны 10. Самое простое — записать слово коррекции с битами 7 и 6 равными нулю.