2022年单片机时钟芯片DS的应用 .pdf

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1、单片机时钟芯片DS12887的应用单片机时钟芯片DS12887的应用摘要：文中介绍了DS12887 时钟芯片的内部框图和引脚功能, 结合实际电路分析了DS12887在 LED显示屏中的应用、与80196KB显示芯片的联接方法和编程方法。关键词：时钟芯片 LED 显示 DS12887是美国达接斯半导体公司（Dallas ）最新推出的串行接口实时时钟芯片, 采用 CMOS 技术制成 , 具有内部晶振和时钟芯片备份锂电池, 同时它与目前IBM AT 计算机常用的时钟芯片MC146818B 和 DS1287管脚兼容 , 可直接替换。 它所提供的世纪字节在位置32h, 世纪寄存器 32h 到 2000

2、年 1 月 1 日将从 19 递增到 20。采用 DS12887芯片设计的时钟电路无需任何外围电路和器件, 并具有良好的微机接口。DS12887 芯片具有微功耗, 外围接口简单, 精度高 , 工作稳定可靠等优点, 可广泛用于各种需要较高精度的实时时钟系统中。DS12887主要功能简介（1）内含一个锂电池, 断电后运行十年以上不丢失数据。（2）计秒 , 分,时 , 天, 星期 , 日, 月, 年, 并有闰年补尝功能。（3）二进制数码或BCD码表示时间 , 日历和定闹。（4）12 小时或 24 小时制 ,12 小时时钟模式带有PM和 AM指示 , 有夏令时功能。（5）Motorola和 Intel

3、总线时序选择。（6）有 128 个字节 RAM 单元与软件接口, 其中 14 个字节作为时钟和控制寄存器,114 字节为通用 RAM, 所有 RAM 单元数据都具有掉电保护功能。（7）可编程方波信号输出。（8）中断信号输出（IRQ）和总线兼容, 定闹中断 , 周期性中断、时钟更新周期结束中断可分别由软件屏蔽,也可分别进行测试。原理及引脚说明 DS12887内部由振荡电路, 分频电路 , 周期中断 / 方波选择电路 ,14字节时钟和控制单元,114 字节用户非易失RAM, 十进制 / 二进制累加器, 总线接口电路, 电源开关写保护单元和内部锂电池等部分组成。DS12887引脚分配如图1：Vcc：

4、直流电源 +5V电压。当 5V 电压在正常范围内时, 数据可读写 ; 当 Vcc 低于 4.25V, 读写被禁止 , 计时功能仍继续;当 Vcc 下降到 3V以下时 ,RAM和计时器供电被切换到内部锂电池。MOT（模式选择） ： MOT 引脚接到Vcc 时, 选择 MOTOROLA时序 , 当接到 GND 时, 选择 Intel时序。SQW （方波信号输出） ： SQW 引脚能从实时钟内部15 级分频器的13 个抽头中选择一个作为输出信号 , 其输出频率可通过对寄存器A编程改变。AD0-AD7（ 双向地址 / 数据复用线） ： 总线接口 , 可与 Motorola 微机系列和 Intel微机系

5、列接口。AS （地址选通输入） ：用于实现信号分离, 在 AD/ALE的下降沿把地址锁入DS12887 。DS （数据选通或读输入） ： DS/RD引脚有两种操作模式, 取决于 MOT 引脚的电平 , 当使用 Motorola时序时 ,DS 是一正脉冲 , 出现在总线周期的后段, 称为数据选通 ; 在读周期 ,DS 指示 DS12887驱动双向总线的时刻; 在写周期 ,DS 的后沿使DS12887锁存写数据。选择Intel时序时 ,DS 称作（RD ）,RD 与典型存贮器的允许信号（OE ）的定义相同。R/W （读 / 写输入）：R/W引脚也有两种操作模式。选Motorola时序时 ,R/W

6、是低电平信号时,指示当前周期是读或写周期,DS 为高电平时 ,R/W 高电平指示读周期,R/W 信号一低电平信号,称为 WR 。在此模式下,R/W 引脚与通用RAM 的写允许信号（WE ）的含义相同。CS （片选输入）：在访问DS12887的总线周期内, 片选信号必须保持为低。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 3 页 - - - - - - - - - IRQ（中断申请输入） ：低电平有效 , 可作微处理的中断输入。没有中断的条件满足时,IRQ处于高阻态。

7、IRQ线是漏极开路输入, 要求外接上接电阻。RESET （复位输出） ：当该脚保持低电平时间大于200ms,保证 DS12887有效复位。内部功能地址分配 DS12887的地址由114 字节的用户RAM 存放。 10 字节的存放实时时钟时间, 日历和定闹 RAM 及用于控制和状态的4 字节特殊寄存器组成, 几乎所有的128 个字节直接读写。时间 , 日历和定闹单元时间和日历信息通过读相应的内存字节来获取, 时间 , 日历和定闹通过写相应的内存字节设置或初始化, 其字节内容可以是二进制或BCD 形式。 时间可选择12 小时制或 24小时制 ,当选择 12小时制时 , 小时字节的高门为逻辑“1”代

8、表PM 。 时间 , 日历和定闹字节是双缓冲的,总是可访问的。每秒钟这10 个字节走时1 秒, 检查一次定闹条件, 如在更新时 , 读时间和日历可能引起错误,三个字节的定闹字节有两种使用方法。第一种 ,当定闹时间写入相应时, 分 ,秒,定闹单元 , 在定允许闹位置高的条件下, 定闹中断每天准时起动一次。第二种 , 在三个定闹字节中插入一个或多个不关心码。不关心码是任意从O0到 FF的 16 进制数。 当小时字节的不关心码位置位时 , 定闹为小时发生一次; 同样 , 当小时和分钟定闹字节置不关心位时, 每分钟定闹一次; 当三个字节都置不关心位时,每秒中断一次。非易失 RAM 在 DS1288中,

9、114 字节通用非易失RAM 不专用一任何特殊功能, 它们可被处理器程序用作非易失内存, 在更新周期也可访问。中断 RTC实时时钟加RAM向处理器提供三个独立的, 自动的中断源。定闹中断的发生率可编程 , 从每秒一次到每天一次, 周期性中断的发生率可从500ms到 122s 选择。更新结束中断用于向程序指示一个更新周期完成。中断控制和状态位在寄存器B和 C中, 本文的其它部分将详细描述每个中断发生条件。晶振控制位 DS12887出厂时 ,其内部晶振被关掉,以防止钽电池在芯片装入系统前被消耗。寄存器A的 BIT4-BIT6 的其它组合都是使晶振关闭。方波输出选择 15级分频抽头中的13 个可用于

10、15 选 1 选择器 , 选择分频器抽头的目的是在SQW 引脚产生一个方波信号, 其频率由寄存器A的 RS0-RS3位设置。 SQW 频率选择器与周期中断发生器共有 15 选 1选择器 , 一旦频率选择好, 通过用程序控制方波输出允许位SQWE 来控制 SQW 引脚输出的开关。周期中断选择周期中断可在IRQ脚产生 500ms一次到每122 s 一次的中断 , 中断步率同样由寄存A确定 , 它的控制位为寄存器B中的 PIE 位。更新周期 DS12887每一秒执行一次更新周期,保证时间、 日历的准确。 更新周期还比较每一定闹字节与相应的时间字节, 如果匹配或三个字节都是不关心码, 则产生一次定闹中

11、断。状态控制寄存器 DS12887有 4 个控制寄存器 , 它们在任何时间都可访问, 即使更新周期也不例外。寄存器 A UIP： 更新周期正在进行位。当 UIP 为 1, 更新转换将很快发生,当 UIP 为 0, 更新转换名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 3 页 - - - - - - - - - 至少在 244s 内不会发生。 DV0 、DV1 、DV2 ：用于开关晶振和复位分频链。这些位的010 唯一组合将打开晶振并充许RTC计时。 RS3、RS2 、R

12、S1 、RS0 ：频率选择位 ,从 15 级频率器13 个抽头中选一个, 或禁止分频器输入。选择好的抽头用于产生方波（SQW 引脚）输出和周期中断, 用户可以：（1）用 PIE 位允许中断。（2）用 SQWE 位允许并用相同的频率。寄存器 B、C、D的介绍从略图 2 是作者所设计的LED大屏幕系统中DS12887与 80196KB的硬件连接图。 固化在下位机 2764 中的时间显示子程序,由于篇幅关系在此从略, 感兴越的读者可同本刊编辑部联系。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 3 页 - - - - - - - - -