Универсальный модуль RTC и EEPROM с интерфейсом I2C для корпусов SOIC8/SOIJ8

Файлы проекта (схемы в формате pdf, платы TopoR и Gerber)(zip, 1.24 Мб)

Модуль был разработан как для прототипирования в макетной плате "Breadboard", так и для встраивания в готовые устройства, особенно, если они изготовляются в домашних условиях: гораздо легче, быстрее и больше шансов избежать ошибок и брака, если изготовить плату с рядом отверстий для уже готового и отлаженного модуля, чем делать плату полностью. Кроме того, в случае ошибки в проекте, модуль легко демонтируется и используется снова. В свободное время можно собрать несколько подобных модулей, и затем использовать их по необходимости.

Но, чтобы это выглядело менее ужасно, чем с подобными изделиями от других фирм, при разработке этого модуля ставилось две цели: универсальность схемы и минимальные размеры.

Первый вариант (на фотографии он показан с двух сторон) показал ожидаемое удобство использования, но был менее универсален, в связи с чем был разработан второй вариант, схема которого ниже.

Особенности схемы и печатной платы:
• микросхемы RTC и EEPROM могут быть в любых 8-выводных корпусах с шагом выводов 1.27 мм, например, стандартные SO-8 (SOIC-8) и более широкие SOIJ-8;
• посадочное место под диоды сделано под размер от SOD-123FL и менее;
• два варианта печатной платы, первый - под резисторы и конденсаторы типоразмера 0603, второй - под 0805;
• размеры плат (без выводов): 23.3 x 12.8 мм для компонентов размера 0603, 23.3 x 15.0 мм для 0805;
• в случае необходимости использования только EEPROM или только RTC, практически все компоненты монтируются только с одной нужной стороны (за исключением подтягивающих резисторов I2C);
• I2C-адрес EEPROM конфигурируется при помощи перемычек (резисторов) RJ2, RJ3, RJ4;
• режим защиты от записи EEPROM выбирается при помощи перемычек (резистора) RJ5 или управляется внешне со входа "WP";
• вход основного питания "+V" можно изолировать от резервного "+Batt" при помощи диода Шоттки D2, в этом случае ни EEPROM, ни внешний мир не будут потреблять резервное питание;
• линии SCL, SDA и WP имеют помехоподавительные резисторы R3, R4 и R5;
• на линии SCL и SDA есть возможность установить подтягивающие резисторы R2 и R1;
• резервное питание со входа "+Batt" можно изолировать от питания RTC при помощи диода Шоттки D1;
• вход резервного питания "+Batt" имеет токоограничивающий резистор R6;
• RTC имеет возможность конфигурации выводов 7 и 3, которые у различных моделей имеют разные назначения;
• вывод 7 микросхемы RTC при помощи перемычек RJ1 может иметь подтяжку к питанию RTC, к внешнему питанию на входе "+Vp", или остаться подключённым лишь на выход "P1";
• вывод 3 микросхемы RTC при помощи перемычек RJ0 может иметь подтяжку к питанию со входа резервного питания "+Batt", к внешнему питанию на входе "+Vp", остаться подключённым лишь на выход "P0" или вообще не быть подключённым, если не установлена перемычка (резистор) R0;
• RTC имеет возможность установки конденсатора С1(*trim), которым можно регулировать точность хода часов (примерно ±5 минут в год).
• вместо RTC можно установить ещё одну EEPROM (с некоторыми ограничениями в выборе адреса).

Изначально схема была построена для PCF8563, которая не имеет отдельного входа резервного питания (такие варианты существуют и в популярных DS) и использует этот вывод для выхода прерывания. Резервное же питание производитель предложил в виде конденсатора (ионистора), ограниченного резистором (в данной схеме R6) и добавив изолирование его от основного питания диодом (D2). Однако, батарейка может оказаться удобнее и дешевле ионистора, и в этом случае она защищается диодом D1.

Чтобы использовать микросхемы часов, имеющих отдельный вход резервного питания на выводе 3, достаточно установить перемычку RJ0 (влево по схеме) и не устанавливать перемычку R0 и резистор R6, вместо диода D1 установить перемычку. Таким образом, вывод 3 микросхемы будет подключён ко входу "+Batt" платы. Конечно, можно просто не устанавливать RJ0, установить R0 и использовать для резервного питания выход платы "P0", но это не очень хороший вариант, если есть шанс использования этих модулей с разными микросхемами RTC в одном проекте.

Принципиальная схема:

Печатная плата для компонентов размера 0603:

Печатная плата для компонентов размера 0805:

Для правки проекта необходима программа TopoR (www.eremex.ru/products/delta-design/topor/). Программа имеет бесплатную версию, достаточную для подобных проектов.

В файлах проекта имеются готовые для производства на заводе архивы с gerber.