需要的元件

• Maxim Integrated DS3231M±5ppm，I2C实时时钟

  

• 74HC4020 x2

• 1uF，0603 x3

• 4.7k，0603 x1

原理及流程

我一直在寻找一个准确时钟源，但振荡器或晶体越精确，则变得越昂贵。生成1Hz时钟源的最简单方法是生成或使用32.768 kHz时钟源，因为这是一个可用的常见频率，它可以划分为1Hz。

在寻找精确的32.768 kHz TCXO时，我发现了Maxim IC的一款IC，就是他们流行的DS32xx RTC IC系列，他们专门制作了TCXO版本。从那里，我找到了这两部分：DS3231和DS3232M。它们是RTC芯片，但也具有专用的32.768 kHz输出。它们之间的两个主要区别是DS3231M的工作电压为+2.3至+5.5 V，并且需要在32.768 kHz的输出上上拉。

现在，显然，使用专用的32.768 kHz TCXO将是最好的方法，但是这样做的乐趣何在？我想看看是否可以将此RTC芯片用作独立的1Hz信号源。

DS3231M / DS3232M

DS3231M和DS3232M都有专用的32.768 kHz输出引脚。唯一的区别是DS3231M需要一个外部上拉电阻（4.7k就足够了）。从这里开始，我将仅使用DS3231M。

你可能想知道为什么我会使用所有具有I2C接口的RTC芯片来创建32.768 kHz时钟源的麻烦。数据表中的详细信息将有助于回答此问题。

最重要的问题是实际使用32.768 kHz输出引脚需要采取什么步骤。答案是，只需要通过VCC供电，而不是电池。而已。让我们仔细看看。

这是引脚说明：

通过状态寄存器中的EN32KHZ位使能时，它可以在电源（VCC或电池）上工作。

该位启用和禁用32kHz输出。逻辑“ 1”表示它处于活动状态。初次上电时，将其设置为逻辑“ 1”，但前提是必须使能振荡器。

当设置为逻辑“ 0”时，使能振荡器位有效；当设置为逻辑“ 1”时，使能振荡器位禁用。如果器件由VCC供电，则该位在上电时设置为逻辑0，并且无论该位如何，振荡器始终处于开启状态

这一切意味着，只要存在上拉电阻且器件通过VCC供电，该输出引脚上就会存在32.786 kHz时钟源。

74HC4020

接下来是弄清楚我们必须除以2多少次才能从32.768 Hz达到1Hz

降至1Hz所需的时间是15次。

SN 74HC4020是14位二进制纹波计数器。纹波意味着该级中第一触发器的输出是第二状态的输入，依此类推。带出每个触发器的输出（第二和第三除外）作为输出。

其中之一将使你降至2 Hz。因此，有两种解决方法。你可以使用这些IC的第二个，将2 Hz馈入CP引脚和Q0以获取1Hz，或者使用触发器进行2分频。

我决定使用第一个4020 IC将32.768 kHz除以16.384 kHz。第二个4020用于将所有下限分频到1 Hz。原理图和布局如下所示。

测试

示意图：

布局：

3D视图：

这是组装好的PCB的外观。我忘了在上拉电阻上放一个地方，在焊接过程中将它安装在那里。这是一块很小的板子。

这是安装的上拉电阻的特写

这是示波器上的一些测量值。

我的范围在测量中没有显示足够的有效数字。如果你决定构建它并可以使用更精确的测量设备，请在屏幕截图中添加有效数字。

32.768 kHz输出

32.768 kHz

2Hz输出

2赫兹

1赫兹

1赫兹

最后

所有需要的文件在下载区均可找到。

via：

https://www.hackster.io/harit-shah/not-your-typical-1hz-source-5ee441