实时时钟
随着科技的发展，实时时钟的今日更新也在不断地推陈出新。今天，我将为大家详细介绍它的今日更新，让我们一起了解它的最新技术。
1.实时时钟的硬件结构
2.树莓派基础实验32：DS1302实时时钟模块实验
3.卫星授时实时日历时钟的优缺点
4.st7的实时时间读写
5.什么是时钟电路
6.发动机实时时钟故障什么意思
实时时钟的硬件结构
1） 晶振晶振一般叫做晶体谐振器，是一种机电器件，晶振是石英振荡器的简称，英文名为Crystal是用电损耗很小的石英晶体经精密切割磨削并镀上电极焊上引线做成。
晶振的作用：提供基准频率。
RTC的晶振：
任何实时时钟的核心都是晶振，晶振频率为32768 Hz 。它为分频计数器提供精确的与低功耗的实基信号。它可以用于产生秒、分、时、日等信息。为了确保时钟长期的准确性，晶振必须正常工作，不能够收到干扰。RTC的晶振又分为：外部晶振和内置晶振。
RTC的晶振频率为什么是32768Hz？
① RTC时间是以振荡频率来计算的。故它不是一个时间器而是一个计数器。而一般的计数器都是16位的。又因为时间的准确性很重要，故震荡次数越低，时间的准确性越低。所以必定是个高次数。215 = 32768 。
② 32768 Hz = 215 即分频15次后为1Hz，周期 = 1s。
③ 经过工程师的经验总结32768 Hz，时钟最准确。
④ 规范和统一。 日历时钟结构框图
树莓派基础实验32：DS1302实时时钟模块实验
手机中的时钟大致分为逻辑电路主时钟和实时时钟两大类。逻辑电路的主时钟通常有13M、26M、和19.5M等；实时时钟一般为32.768KHz。无论是逻辑电路的主时钟还是实时时钟，均是手机正常工作的必要条件，由于手机各厂家设计思路和电路结构不同，主时钟和实时时钟电路若不正常时，反映出的故障现象也不尽相同。
一、时钟频率的产生
1、 逻辑电路主时钟的产生
大多数GSM手机的主时钟是13M（CDMA为19.68M，小灵通19.2M）；摩托罗拉手机多采用26M，三星手机A系列手机多采用19.5M，经分频后获得13M供逻辑电路。13M作为逻辑电路的主时钟（好比人按照北京时间安排作息），逻辑电路按时序进行有规律的工作。
手机中13M的频率是否准确，决定于AFC电压，AFC电压的产生，是基站根据手机传送的频率信息与网络系统高精度、高稳定的频率鉴相后，把信息传给手机，由CPU处理后产生直流电压，去控制13M的振荡频率，使手机中13M与基站保持严格同步。
13M产生电路分为纯石英晶振和13M组件两种。石英晶体是与其他电路共同组成振荡产生13M；13M组件电路只要加电即可产生13M频率。
在手机电路中，无论纯石英晶体或13M组件电路，均需要电源正常工作输出供电，13M电路才能产生13M输出。
2、 实时时钟频率的产生
手机中的实时时钟频率基本上都是32.768KHz，是由32.768KHz晶体配合其他电路产生。为了维持手机中时间的连续性， 32.768KHz不能间断工作，关机或去下电池后，由备用电池供电工作（有的手机去下电池一段时间后，开机需再调整时间，是机内没有备用电池或备用电池需要更换）。
二、时钟频率的作用
1、逻辑电路主时钟的作用
13M作为逻辑电路的主时钟，是逻辑电路工作的必要条件。开机时需要有足够的幅度（9—15M范围内均可开机）。
开机后，13M作为射频电路的基准频率时钟，完成射频系统共用收发本振频率合成、PLL锁相以及倍频作为基准副载波用于I/Q调制解调。因此，信号对13M的频率要求精度较高（应在12.9999M—13.0000M之间，±误差不超过150Hz），只有13M基准频率精确，才能保证收发本振的频率准确，使手机与基站保持正常的通讯，完成基本的收发功能。
2、实时时钟电路的作用
32.768KHz实时时钟的作用一般有两个，一是保持手机中时间的准确性，二是在待机状态下，作为逻辑电路的主时钟（目的是为了节电，待机时13M间隔工作的周期延长，基本处于休眠，逻辑电路主要由32.768KHz作为主时钟）。
由于各厂家设计思路不同，32.768KHz的具体作用也有所不同，如摩托罗拉手机中32.768KHz损坏，直接影响开机；诺基亚、三星、松下、西门子等手机中32.768KHz不正常影响开机和信号。
三、时钟电路的故障
1、逻辑电路主时钟故障
众所周知，13M出现停振或振荡幅度过小，逻辑电路不工作造成不开机，大部分手机13M不正常的故障现象是开机电流很小（一般在10mA左右）。
逻辑电路正常工作的经典电流是50mA左右，当开机电流小于50mA时，重点检查逻辑电路正常工作的所必要条件电路，如电源、13M、复位、软件电路等。若开机后13M停振，会造成手机自动关机。
如果13M出现频偏较小，使收发本振和混频后的中频以及调制解调出的I/Q基带信号均产生偏离，形成信号时有时无；若13M偏离较大，造成无信号；如13M偏离太远，还会出现死机、定屏、开机困难、自动关机等故障。
检修13M是否正常，可用示波器或频率计测量，正常时示波器可测量到密集正弦波形成的亮带，调低示波器的频率可见到规律的正弦波；频率计可直接读到13M的具体频率数值（若停振什么也测不到）。一般情况下，13M停振或频偏，只要供电正常，多为晶振问题，更换即可。
2、实时时钟故障
32.768KHz不正常时，由于机型不同反映出的故障现象也不同，开机电流比13M主时钟不正常稍大（一般在20mA左右）。
如摩托罗拉手机中的32.768KHz与电源块构成振荡，是作为逻辑电路工作的一个前提条件，如果32.768KHz不工作，逻辑电路就不能工作出现不开机；诺基亚手机中的32.768KHz作为逻辑电路CPU数据传输的时钟，损坏后不开机，拆下后可以开机但无时间显示，若性能不良会引起信号时有时无（信号条逐渐消失）；松下、西门子部分手机32.768KHz损坏可以开机，但无时间显示或时间不准；三星部分手机32.768KHz损坏不开机，拆下可以开机但无时间显示或开机后灯灭关机；还有部分手机如夏新A8，32.768KHz作为CPU的启动时钟，若损坏同样造成不开机。
测量32.768KHz的方法与13M相同，也是用示波器和频率计测亮带和读数，如不起振，通常是备用电池短路或晶体损坏引起，更换即可。
卫星授时实时日历时钟的优缺点
?现在有很多流行的串行时钟芯片，如DS1302，DS1307，PCF8485等，由于简单的接口，低成本和易用性，他们被广泛应用于电话、传真、便携式仪器等产品领域。在本实验中，我们将使用DS1302实时时钟（RTC）模块获取当前日期和时间。?DS1302可以用于数据记录，特别是对某些具有特殊意义的数据点的记录，能实现数据与出现该数据的时间同时记录。这种记录对长时间的连续测控系统结果的分析，及对异常数据出现的原因的查找具有重要意义。
?传统的数据记录方式是隔时采样或定时采样，没有具体的时间记录，因此，只能记录数据而无法准确记录其出现的时间；若采用单片机计时，一方面需要采用计数器，占用硬件资源，另一方面需要设置中断、查询等，同样耗费单片机的资源，而且，某些测控系统可能不允许。但是，如果在系统中采用时钟芯片DS1302，则能很好地解决这个问题。
★Raspberry Pi 3主板*1
★树莓派电源*1
★40P软排线*1
★DS1302实时时钟模块*1
★面包板*1
★跳线若干
?DS1302是DALLAS(达拉斯)公司出的一款涓流充电时钟芯片，2001年DALLAS被MAXIM(美信)收购。
?DS1302实时时钟芯片广泛应用于电话、传真、便携式仪器等产品领域，他的主要性能指标如下：
?1、DS1302是一个实时时钟芯片，可以提供秒、分、小时、日期、月、年等信息，并且还有软年自动调整的能力，可以通过配置AM/PM来决定采用24小时格式还是12小时格式。
?2、拥有31字节数据存储RAM。
?3、串行I/O通信方式，相对并行来说比较节省IO口的使用。
?4、DS1302的工作电压比较宽，大概是2.0V~5.5V都可以正常工作。
?5、DS1302这种时钟芯片功耗一般都很低，它在工作电压2.0V的时候，工作电流小于300nA。
?6、DS1302共有8个引脚，有两种封装形式，一种是DIP-8封装，芯片宽度(不含引脚)是300mil，一种是SOP-8封装，有两 种宽度，一种是150mil，一种是208mil。我们看一下DS1302的引脚封装图：
?7、当供电电压是5V的时候，兼容标准的TTL电平标准，这里的意思是，可以完美的和单片机进行通信。
? 8、由于DS1302是DS1202的升级版本，所以所有的功能都兼容DS1202。此外DS1302有两个电源输入，一个是主电源， 另外一个是备用电源，比如可以用电池或者大电容，这样是为了保证系统掉电的情况下，我们的时钟还会继续走。如果使用的是充电电池，还可以在正常工作时，设置充电功能，给我们的备用电池进行充电。
?DS1302的特点第二条“拥有31字节数据存储RAM”，这是DS1302额外存在的资源。这31字节的RAM相当于一个存储器一样，我们编写单片机程序的时候，可以把我们想存储的数据存储在DS1302里边，需要的时候读出来，这块功能和EEPROM有点类似，相当于一个掉电丢失数据的“EEPROM”，如果我们的时钟电路加上备用电池，那么这31个字节的RAM就可以替代EEPROM的功能了。
?DS1302一共有8个引脚，下边要根据引脚分布图和典型电路图来介绍一下每个引脚的功能：
?DS1302的电路一个重点就是时钟电路，它所使用的晶振是一个32.768k的晶振，晶振外部也不需要额外添加其他的电容或者电阻电路了。时钟的精度，首先取决于晶振的精度以及晶振的引脚负载电容。如果晶振不准或者负载电容过大过小，都会导致时钟误差过大。在这一切都搞定后，最终一个考虑因素是晶振的温漂。随着温度的变化，晶振往往精度会发生变化，因此，在实际的系统中，其中一种方法就是经常校对。比如我们所用的电脑的时钟，通常我们会设置一个选项“将计算机设置于internet时间同步”。选中这个选项后，一般可以过一段时间，我们的计算机就会和internet时间校准同步一次。
?对DS1302的操作就是对其内部寄存器的操作，DS1302内部共有12个寄存器，其中有7个寄存器与日历、时钟相关，存放的数据位为BCD码形式。此外，DS1302还有年份寄存器、控制寄存器、充电寄存器、时钟突发寄存器及与RAM相关的寄存器等。时钟突发寄存器可一次性顺序读/写除充电寄存器以外的寄存器。
?DS1302的一条指令一个字节8位，其中第7位(即最高位)是固定1，这一位如果是0的话，那写进去是无效的。第6位是选择RAM还是CLOCK的，这里主要讲CLOCK时钟的使用，它的RAM功能我们不用，所以如果选择CLOCK功能，第6位是0，如果要用RAM，那第6位就是1。从第5到第1位，决定了寄存器的5位地址，而第0位是读写位，如果要写，这一位就是0，如果要读，这一位就是1。
?DS1302时钟的寄存器，其中8个和时钟有关的，5位地址分别是00000一直到00111这8个地址，还有一个寄存器的地址是01000，这是涓流充电所用的寄存器，我们这里不讲。在DS1302的数据手册里的地址，直接把第7位、第6位和第0位值给出来了，所以指令就成了80H、81H那些了，最低位是1，那么表示读，最低位是0表示写。
?寄存器一：最高位CH是一个时钟停止标志位。如果我们的时钟电路有备用电源部分，上电后，我们要先检测一下这一位，如果这一位是0，那说明我们的时钟在系统掉电后，由于备用电源的供给，时钟是持续正常运行的；如果这一位是1，那么说明我们的时钟在系统掉电后，时钟部分不工作了。若我们的Vcc1悬空或者是电池没电了，当我们下次重新上电时，读取这一位，那这一位就是1，我们可以通过这一位判断时钟在单片机系统掉电后是否持续运行。剩下的7位高3位是秒的十位，低4位是秒的个位，这里注意再提一次，DS1302内部是BCD码，而秒的十位最大是5，所以3个二进制位就够了。
?寄存器二：bit7没意义，剩下的7位高3位是分钟的十位，低4位是分钟的个位。
?寄存器三：bit7是1的话代表是12小时制，是0的话代表是24小时制，bit6固定是0，bit5在12小时制下0代表的是上午，1代表的是下午，在24小时制下和bit4一起代表了小时的十位，低4位代表的是小时的个位。
?寄存器四：高2位固定是0，bit5和bit4是日期的十位，低4位是日期的个位。
?寄存器五：高3位固定是0，bit4是月的十位，低4位是月的个位。
?寄存器六：高5位固定是0，低3位代表了星期。
?寄存器七：高4位代表了年的十位，低4位代表了年的个位。这里特别注意，这里的00到99年指的是2000年到2099年。
?寄存器八：bit7是一个保护位，如果这一位是1，那么是禁止给任何其他的寄存器或者那31个字节的RAM写数据的。因此在写数据之前，这一位必须先写成0。
? 物理上，DS1302的通信接口由3个口线组成，即RST，SCLK，I/O。其中RST从低电平变成高电平启动一次数据传输过程，SCLK是时钟线，I/O是数据线。这个DS1302的通信线定义和SPI很像，事实上，DS1302的通信是SPI的变异种类，它用了SPI的通信时序，但是通信的时候没有完全按照SPI的规则来，下面我们介绍DS1302的变异SPI通信方式。
?请注意数据是对时钟信号敏感的，而且一般数据是在下降沿写入，上升沿读出。平时SCLK保持低电平，当需要写命令或者写数据时，在时钟输出变为高电平之前先输出数据；当需要读数据时，在时钟输出变为高电平之前采样读取数据。
?第1步： 连接电路。
?第2步： DS1302的Python程序比较复杂，我们先编写一个模块ds1302.py，在里面创建一个类DS1302()，在里面编写读取时钟信息等方法。
?第3步： 编写实际控制程序，导入上面的模块ds1302。运行本文件，不断循环读取并打印时钟信息。
?实验结果示例：
st7的实时时间读写
卫星授时实时日历时钟的优缺点如下：
* 优点。精度高：卫星时间同步的精度远远高于自身时钟的精度，能够提供高精度的时钟信号；成本低：卫星授时的成本相对较低，具有较高的性价比。
* 缺点。首先，卫星授时需要接收卫星信号，因此需要安装室外天线，对于安装在室内的子钟不宜采用。有些机房由于距离室外楼顶较远或者保密需求，不具备安装楼顶蘑菇头天线的情况，这时就需要采用其他授时方案，如CDMA授时或者铷原子钟守时。
以上是对卫星授时实时日历时钟的优缺点的总结，这些优点和缺点在不同的应用场景中可能会有所不同。在选择卫星授时方案时，需要根据实际需求和应用场景来权衡优缺点。
什么是时钟电路
一、读实时时钟时间
第一步：(在桌面打开STEP 7-MicroWIN SMART编程软件)
第二步：(用字节转整数+BCD码转整数指令来读取实时时钟时间(B_I—BCD_I))。
第三步：(读取实时时钟指令(READ_RTC))
二、写时钟时间
第一步：(用整数转BCD码+整数转字节来写入时钟设定时间(BCD_I—I_B))。
第二步：(设置实时时钟指令(SET_RTC)).
第三步：(监控读取PLC实时时间，当时时间:2020年6月11日15:09星期四)
第四步：(监控写入PLC设定时间，设定时间: 2016年6月12日18:22分星期日)
第二步：(创建一个读取时间画面)
1. 通过鼠标选中数字右击来新增基本画面并把窗口名称重新命名(读取时间)
2. 设置数显、关联地址、设置标签文字、设置功能键切换窗口。
第三步：(创建一个写入时间画面)
1. 通过鼠标选中数字右击来新增基本画面并把窗口名称重新命名(写入时间)
2. 设置数显、关联地址、设置标签文字、设置功能键切换窗口。
三、在线模拟看一下效果
第一步：(点击启动读取按钮，现在读取PLC时间是：2020年10月12日星期一 10:01 04秒)
第二步：(先写入一个日期和时间，然后点击启动写入按钮，切换到读取时间窗口这时会看到时间已经写入成功并计时开始)
注意事项：在最后第八位表示星期的时候其中1 = 星期日，7 = 星期六，0 = 表示禁止计星期。
发动机实时时钟故障什么意思
在电子电路中，实时时钟电路通常简称时钟电路，实时时钟的缩写是RTC(Real_Time Clock).实时时钟电路通常由一个时钟集成电路和外围的32.768KHZ晶体、匹配电容组成。实时时钟集成电路内部实现自动计时，产生年月日及闹铃等相关数据，通过IIC接口和单片机等中央处理系统连接。常用的实时时钟集成电路型号：DS1302，HT1380，HT1381，PCF8563等。还有的厂家直接把集成电路、晶体、电容、电池等做成一个小电路板，然后封装起来，行成一个模块，通常称为时钟模块。
发动机实时时钟出现故障，这意味着计算机不能准确地记录当前时间和日期。发动机实时时钟指的是发动机控制单元(ECU)上的一个时钟，它用于记录发动机的运行时间和维护计划。当发动机实时时钟出现故障时，会导致维护计划错误或无法记录正确的发动机运行时间。
好了，关于“实时时钟”的话题就到这里了。希望大家通过我的介绍对“实时时钟”有更全面、深入的认识，并且能够在今后的实践中更好地运用所学知识。