DS1307Z+T&R 产品概述
一 概要
DS1307Z+T&R 是一颗基于 I²C 总线的实时钟(RTC)芯片,提供完整的时钟/日历功能并附带 56 字节电池备份 SRAM,适用于对时间保持与低功耗待机有要求的嵌入式系统。该器件工作电压范围为 4.5V~5.5V,典型工作电流约 1.5mA(活动模式),静态电流(Iq)仅 300nA(电池备份模式),要求外接 32.768kHz 石英晶振,温度范围为 0℃~+70℃,封装为 SOIC-8。该型号常由 ADI(Analog Devices)/Linear 品牌提供,适合工业和消费类产品中的时钟保持与数据备份场景。
二 主要功能亮点
- I²C(双线)串行接口,标准兼容、主控简单,典型 7 位从机地址 0x68。
- 实时时钟/日历寄存器:秒、分、时(12/24 小时格式可选)、星期、日期、月份、年份(两位数)并具备闰年补偿逻辑。
- 56 字节电池备份 SRAM,可在主电源断电后保留用户数据。
- 外置 32.768kHz 晶振输入(X1/X2),用于高精度计时。
- 可编程方波输出(SQW/OUT),常见频率选择:1Hz、4.096kHz、8.192kHz、32.768kHz,便于系统时序或唤醒应用。
- 低功耗设计:活动模式约 1.5mA,电池备份静态电流仅 300nA,延长纽扣电池使用寿命。
- 封装:SOIC-8,便于通过孔或贴片电路板装配。
三 典型技术参数(基于给定基础参数)
- 接口类型:I²C(双线,SDA、SCL)
- 工作电压:4.5V ~ 5.5V
- 工作电流(活动):约 1.5mA
- 静态电流(电池备份 Iq):约 300nA
- 晶振:外置 32.768kHz 石英晶体
- 时钟寄存器:秒、分、时、星期、日期、月份、年(两位)
- 电池备份 SRAM:56 字节
- 方波输出:可编程,常见频率 1Hz/4.096kHz/8.192kHz/32.768kHz
- 工作温度:0℃~+70℃
- 封装:SOIC-8(8 引脚)
- 常见引脚分布(SOIC-8):X1, X2, VBAT, GND, SCL, SDA, SQW/OUT, VCC(请以具体数据手册为准)
四 典型应用场景
- 嵌入式控制器和单片机系统的实时时钟功能
- 数据记录与数据采集设备(需要时间戳)
- POS 机、收银终端与计费设备
- 网络设备、路由器与通信终端(时间戳与事件记录)
- 工业控制与监控系统(掉电事件记录)
- 消费类电子产品(玩具、家用电器、智能家居等)需要低功耗时间保持的场合
五 设计与使用注意事项
- 晶体连接:DS1307 要求外接 32.768kHz 石英晶体,晶体必须直接连接到 X1/X2 引脚,线路尽量短且靠近芯片,避免寄生电容或强干扰源影响振荡稳定性。
- 电源与电池备份:在主电源 VCC 与备份电池 VBAT 切换时,确保按照器件手册正确接线。备份电源通常使用纽扣电池(如 CR2032),并在 PCB 布局时为电池留出安装位置与更换空间。
- I²C 总线:SDA、SCL 线需使用上拉电阻至 VCC(常见 2.2k~10k,取决于总线速度与负载)。注意总线电平与器件工作电压一致,避免电平不匹配。
- 方波输出与负载:SQW/OUT 输出能驱动小电流负载,如需驱动更大负载,请在外部增加缓冲器。
- 时钟精度与温度:实际计时精度受晶体特性与温度影响,如需高精度,请选用温补晶振或在软件中使用校准规则定期校正。
- 软件读写:通过标准 I²C 读写寄存器实现时间设置与读取,建议在读写寄存器时参照数据手册的寄存器映射与时序要求,避免跨字边界的并发访问导致的数据不一致。
- 封装与焊接:SOIC-8 封装适合标准 SMT 工艺,过热焊接可能影响芯片性能,参照厂家推荐的回流曲线进行焊接。
六 结语
DS1307Z+T&R 以其成熟稳定的 I²C 实时时钟功能、56 字节电池备份 SRAM 以及极低的电池待机电流,成为嵌入式系统中广泛采用的时间保持解决方案。设计时应注意晶振布局、电池备份与 I²C 信号完整性,以确保长期稳定工作。欲获得更详细的电气参数、时序图与寄存器描述,请参阅厂商原厂数据手册。