STM32初学-外部RTC时钟芯片DS3231

只看该作者 · 2023-12-23 15:07

RTC(Real_Time Clock)即实时时钟，它是电子产品中不可或缺的东西。其最直接的作用就是时钟功能。细心的朋友可以发现，当我们的电脑或者手机没联网时，仍然可以正常显示日期与时钟，这就是RTC的功劳。

RTC的运行无需网络连接，只需一个频率固定的振荡源和一个计数器，就能实现精准的计时。假如有一个振荡源，其每秒固定振荡1000次，那我们就可以用计数器对振荡进行计数，每振荡1000次，代表时间过去了1s，然后复位计数器并开始新的计数，同时，秒寄存器加1。如此循环，就能实现时钟的走时。

在单片机的某些使用场景下，RTC时钟是不可或缺的，例如使用了文件系统，就必须启用RTC时钟，用于更新文件的时间。

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STM32内置了RTC时钟模块，只要配置好参数，就能启用RTC。RTC的时钟振荡源可以来自内部也可以来自外部。内部时钟源由HCLK经过分频得到，外部时钟源则由石英晶振提供。

只看该作者 · 2023-12-23 15:09

内部时钟源是由高频晶振分频得到，所以其精度计时不高，为了准确计时，一般采用外部时钟源。外部时钟源一般选用32.768KHz的石英晶振。这种参数的石英晶振一秒钟能振荡32768次，正好对应2^16。

只看该作者 · 2023-12-23 15:11

然而，即使采用了外部晶振的RTC，其精度仍然是有限的。因为晶振外置，线路上的寄生电容电感、温度都会影响晶振频率，短时间可能看不出误差，但是时间一长，其误差就大了。

如果想进一步减小RTC的误差，则需要使用RTC时钟芯片。时钟芯片的优势在于其内部带有温度补偿功能，能通过检测环境温度来对晶振进行误差补偿，减小计时误差。且时钟芯片的年、月、日等时间数据单独存储在内部的RAM中，对单片机来说，只要通过串口读取特定寄存器地址的数据就能得到时间参数，而无需再去计算。现在流行的时钟芯片很多，如DS1302、 DS1307。但是这些芯片仍需要外置晶振才能工作，所以仍存在误差。

只看该作者 · 2023-12-23 15:12

所以一种在内部集成晶振的时钟芯片应运而生。DS3231就是这样一种时钟芯片。其精度最高可以达到±2ppm。实测6个月在常温下连续运行，误差不超过1分钟。

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DS3231采用快速IIC通信进行数据传输，最高时钟频率400KHz。还带有闹钟，复位等功能。

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DS3231有两种封装，引脚功能一样，16pin的封装只是多了八个空引脚。

如下是其应用电路。