Maxim DS1307Z+T&R实时时钟芯片中文资料

一、型号与类型

Maxim DS1307Z+T&R是一款由美国Maxim Integrated Products公司生产的实时时钟（RTC）芯片。该芯片属于高精度、低功耗的串行I2C接口实时时钟芯片系列，广泛应用于计算机、通信设备、工业控制系统和嵌入式系统等领域。DS1307Z+T&R采用8引脚SOIC封装，提供了精确的时间和日期信息，并具有电池备份功能，确保在断电情况下也能保持准确的时间记录。

　　厂商名称：Maxim

　　元件分类：实时时钟芯片

　　中文描述： 实时时钟(RTC)，8引脚，表面贴装安装，I2C总线，SOIC封装，备用电池、日历、NV RAM功能

　　英文描述： Real Time Clock，Battery Backup，Calendar，Clock，56B RAM，I2C，8-Pin SOIC

　　数据手册：https://www.iczoom.com/data/k01-36894692-DS1307Z+T&R.html

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　　DS1307Z+T&R概述

　　Maxim Integrated Products的DS1307Z+T&R是一款64 x 8串行I2C实时时钟，采用8引脚SOIC封装。串行实时时钟(RTC)是一个低功耗、全二进制编码的十进制(BCD)时钟/日历加上56字节的NV SRAM。地址和数据通过I2C双向总线串行传输。时钟/日历提供秒、分、小时、日、日期、月和年信息。对于少于31天的月份，月末日期会自动调整，包括闰年的更正。时钟以24小时或12小时格式运行，带有AM/PM指示器。DS1307具有内置电源检测电路，可检测电源故障并自动切换到备用电源。当部件由备用电源供电时，计时操作继续进行。

　　RTC计算秒、分、小时、日期、月份、星期几、带闰年的年份

　　补偿有效期至2100

　　56字节，电池供电，通用RAM，无限写入

　　可编程方波输出信号

　　与大多数微控制器的简单串行端口接口I2C串行接口

　　低功耗运行可延长备用电池运行时间

　　在振荡器运行的电池备份模式下消耗小于500nA

　　自动电源故障检测和开关电路

　　工作温度范围为0°C至+70°C

　　美国保险商实验室®(UL)认可

　　应用

　　时钟与计时

　　DS1307Z+T&R中文参数

　　DS1307Z+T&R引脚图

二、工作原理

DS1307Z+T&R的工作原理基于一个高精度的32.768kHz晶体振荡器，该振荡器作为基准时钟源，确保时间测量的高精度。芯片内部集成了时钟和日历电路，能够提供秒、分、时、日、月、年等全面的时间和日期信息。此外，DS1307Z+T&R还包含了一个56字节的非易失性随机访问存储器（NV SRAM），用于存储时间、日期和其他配置信息。

DS1307Z+T&R通过I2C（Inter-Integrated Circuit）总线与外部设备进行通信。I2C总线是一种两线制串行总线，包括一根数据线（SDA）和一根时钟线（SCL）。通过这两根线，DS1307Z+T&R可以接收和发送数据，实现时间、日期的读写以及其他控制功能。

三、特点

1. 高精度：DS1307Z+T&R采用32.768kHz的晶体振荡器作为时钟源，提供高精度的时间测量，正常操作条件下的时间误差可以达到几秒以内。

2. 低功耗：芯片设计有低功耗模式，通过电源管理功能实现节能和延长电池寿命。在待机模式下，其功耗非常低，适合电池供电和移动设备等应用。

3. 电池备份：DS1307Z+T&R内部集成了一个小型锂电池，当主电源中断时，电池会自动接管供电，确保时间信息不丢失。这对于需要长时间运行或在突发断电情况下保持时间准确性的应用非常重要。

4. 多种时间显示格式：支持24小时制和12小时制的时间显示，并可以设置不同的日期格式（如年月日和月日年），满足不同国家和地区的应用需求。

5. 灵活供电：DS1307Z+T&R的供电电压范围广泛，通常为2.0V至5.5V，可以灵活适应不同的电源要求。

6. 温度补偿：芯片内部集成了温度传感器，可以根据温度进行自动补偿，以提高时间测量的准确性。

7. 可编程功能：支持闹钟功能和可编程输出脉冲功能，可以在特定事件发生时产生可编程的脉冲信号，用于触发其他设备或进行时间同步。

四、应用

DS1307Z+T&R由于其高精度、低功耗和电池备份等特点，在多个领域得到了广泛应用：

1. 计算机系统：为计算机提供准确的时间和日期信息，确保系统日志和文件记录的准确性。

2. 通信设备：在移动通信设备、路由器、交换机等通信设备中，DS1307Z+T&R提供精确的时间同步功能，确保网络通信的可靠性和稳定性。

3. 工业控制系统：在工业自动化和过程控制系统中，DS1307Z+T&R提供时间戳和事件记录功能，帮助监控和追踪生产过程。

4. 嵌入式系统：在智能家居、可穿戴设备、医疗电子等嵌入式系统中，DS1307Z+T&R提供精确的时间管理功能，确保设备按预定时间执行任务。

五、参数

DS1307Z+T&R的主要参数包括：

• 电源电压：4.5V至5.5V（典型值为5V），同时支持2V至3.5V的电池供电（用于备用电源）。

• 工作温度：0°C至+70°C，适用于大多数常温环境。

• 封装类型：8引脚SOIC封装，尺寸为5mm x 4mm x 1.5mm，便于表面贴装。

• 存储容量：内部包含56字节的非易失性RAM，用于存储时间、日期和其他配置信息。

• 接口类型：I2C总线接口，支持标准和快速模式，可与大多数微控制器和其他I2C设备进行互联。

• 时间/日期格式：支持秒、分、时、日、月、年等全面时间和日期信息，时间格式可选24小时制或12小时制（带AM/PM指示器），日期格式可选YY-MM-DD等。

• 时间精度：在正常工作条件下，DS1307Z+T&R的时间精度主要由其内置的32.768kHz晶体振荡器决定，通常可达到每月几分钟的误差范围内。然而，通过软件校准和温度补偿算法，可以进一步提高时间精度。

• 电流消耗：在正常工作模式下，DS1307Z+T&R的电流消耗非常低，具体值取决于操作模式和电源电压。在典型的5V供电下，工作电流通常小于1μA（微安培），而在I2C通信时，瞬态电流可能稍高。在电池备份模式下，由于只有部分电路工作，电流消耗更低，可延长电池寿命。

• 报警功能：DS1307Z+T&R提供了可编程的报警功能，可以设置最多两个报警时间。当时间达到预设的报警值时，芯片会生成一个报警中断信号（通过I2C总线通知主机），这可以用于唤醒系统、触发事件或执行定时任务。

• 方波输出：除了I2C通信外，DS1307Z+T&R还提供了一个可编程的方波输出引脚（SQW/OUT）。该引脚可以配置为输出不同频率的方波信号，如1Hz、4.096kHz等，用于驱动LCD显示屏、提供时钟信号或作为其他定时功能。

• 温度补偿：虽然DS1307Z+T&R内部集成了温度传感器，但其温度补偿功能主要依赖于外部应用软件或硬件来实现。通过监测芯片温度并调整时间计数值，可以抵消温度变化对晶体振荡器频率的影响，从而提高时间精度。

• 写保护：为了防止非授权访问或数据损坏，DS1307Z+T&R提供了写保护功能。通过配置特定的寄存器位，可以禁止对时间、日期或RAM的写入操作，确保数据的安全性。

• 兼容性：DS1307Z+T&R广泛兼容各种微控制器和处理器，如8051、PIC、AVR、ARM等。其I2C总线接口使得与这些设备的连接变得简单快捷，无需额外的电平转换或驱动电路。

六、总结与展望

DS1307Z+T&R作为一款高精度、低功耗、具有电池备份功能的实时时钟芯片，在多个领域展现出了其强大的应用潜力和价值。其高精度的时间测量、灵活的供电方式、丰富的可编程功能以及广泛的兼容性，使得它成为许多嵌入式系统和工业控制系统中不可或缺的一部分。

随着物联网、智能家居、可穿戴设备等新兴领域的快速发展，对高精度时间同步和定时功能的需求日益增加。DS1307Z+T&R作为一款成熟的实时时钟芯片，将继续在这些领域中发挥重要作用。同时，随着技术的不断进步和成本的进一步降低，相信会有更多功能更强大、性价比更高的实时时钟芯片涌现出来，为各行各业提供更加精准、可靠的时间管理服务。

未来，我们可以期待DS1307Z+T&R及其同类产品在以下几个方面进行改进和创新：一是进一步提高时间精度和稳定性，以满足更高精度的时间同步需求；二是优化功耗管理，延长电池使用寿命，特别是在低功耗和待机模式下；三是增强安全性和可靠性，通过加密和认证技术保护数据安全；四是扩展接口和功能，以支持更广泛的应用场景和更复杂的系统需求。