引言
DS12887是美国达拉斯半导体公司(Dallas推出的实时时钟芯片,采用CMOS技术制成,具有内部晶振和时钟芯片备份锂电池,和常用的时钟芯片MC146818B和DS1287的管脚兼容,采用DS12887芯片设计的时钟电路不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,它功能丰富,应用广泛,特别在工业控制及智能仪器仪表中广泛用途。
一、DS12887时钟芯片的主要功能简介与结构框图
1、DS12887时钟芯片的主要功能简介:
(1)可作为PC机的时钟和日历;
(2)与MCl46818B 和DS1287的管脚兼容;
(3)在没有外部电源的情况下可工作10 年以上,不丢失数据;
(4)自带晶体振荡器及锂电池;
(5)可计算到2100 年前的秒、分、小时、星期、日、月、年七种日历信息,并有闰年补偿功能;
(6)二进制数码或BCD 码表示时间、日历和闹钟;
(8)12 和24 小时两种制式,12 小时时钟模式带有PM和AM指示,有夏令时功能;
(9)Motorola和Intel总线时序选择
(10)128字节RAM单元与软件接口,其中14字节为时钟单元和控制/状态寄存器,114字节为通用RAM,可由用户使用,所有RAM单元数据都具有掉电保护功能(非易失性RAM);
(11)可编程方波输出;
(12)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,也可分别进行置位测试。
2、DS12887时钟芯片的结构
DS12887芯片内部由振荡电路,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/二进制计数器,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芯片的内部结构框图如图1所示。
图1 DS12887内部结构框图
二、DS12887时钟芯片的引脚排列及引脚功能
1、DS12887时钟芯片引脚排列如图2 所示,-
2、DS12887时钟芯片的引脚功能:
*AD0-AD7 为地址/数据复用总线;
*NC 为空脚;
*MOT为总线模式选择(Motorola/Intel),当此脚接到Vcc时,选用的是Motorola总线时序,当它接地或不接时,选用的是Intel 总线时序;
*CS为片选端;
*AS为地址锁存允许端;
*R/W 在Intel 总线下作为写;
*DS在Intel 总线下作为读;
*RESET 为复位端,复位端对时钟、日历、RAM无效,系统上电时复位端要保持低电平200ms以上DS12887 才可以正常工作;
*IRQ 为中断请求输出端;
*SQW 为方波输出端,当Vcc 低于4.25V 时没有作用;
*Vcc 为+5V 电源;
*GND为接地端。
三、DS12887时钟芯片的地址分配及状态控制寄存器:
1、DS12887时钟芯片的地址分配如图3所示
DS12887芯片有128个RAM 单元,其中4 个单元用作控制寄存器,它们在任何时间都可访问,即使更新周期也不例外,10 个单元用作存放时钟字节,114 字节为通用RAM。
2、DS12887时钟芯片的状态控制寄存器
DS12887芯片内部寄存器A:内部地址为OAH
UIP=l:更新已到,不能读/ 写DSl2887;UIP=0:更新末到,能读/ 写DS12887。
DV2、DV1、DV0应设置为010,表示打开晶振,允许计时。RS3、
RS2、RS1、RS0 为方波频率选择位,产生方波周期中断。
DS12887芯片内部寄存器B:内部地址为OBH
SET=0:时间更新正常进行,每秒计数1 次;SET=1:禁止更新,程序可初始化时间和日历。
PIE=l:允许周期中断;PIE=0:禁止周期中断。
AIE=1:允许报警中断;AIE=0:禁止报警中断。
UIE=1:允许更新结束中断;UIE=0:禁止更新结束中断。
SQWE 为方波允许位。SQWE=1:将RS3、RS2、RS1、RS0选定的方波输出。
DM=1:BCD 码;DM=0:二进制。该位不受复位信号影响。
24/12:1 表示24[小]时制;0 表示12[小]时制。
DSE 为夏时制允许位。DSE=l:采用夏时制;DSE=0:不采用夏时制。
DS12887芯片内部寄存器C:内部地址为OCH
IRQF 为中断申请标志。
PF为方波周期中断标志。PF=1:方波周期结束,申请中断。
AF 为闹铃中断标志。AF=1:当前时间与闹铃时间匹配时即刻申请中断。
UF 为更新周期结束中断标志。UF=1:更新周期结束时申请中断。
DS12887芯片内部寄存器D:内部地址为ODH
VRT 为内部锂电池状态。VRT=1:锂电池正常;VRT=0:锂电池耗尽。
四、DS12887时钟芯片在智能电量测量仪的典型应用
在智能电量测量仪的设计中,其中部分功能要求根据输入的电压电流计算出功率,同时对功率进行积累,并显示积累值及当前时间,DS12887芯片在为系统提供时间信息的同时,它的114字节非易失RAM保证了积累值及其它重要数据在掉电情况下不致丢失,对时间的读取可以采用查询方式,即查询到UIP位为0时读时间;也可以采用中断方式,使芯片每秒钟中断一次,在中断程序中读时间。为了提高CPU工作效率,通常采用中断方式。DS12887芯片与AT
参考文献
1 王福瑞, 陆培, 赵永键。 单片微机测控系统设计大全[M]。北京: 北京航空航天大学出版社,1998。
2 何立民。MCS-51单片机应用系统设计[M]。 北京:北京航空航天大学出版社,1990。
3 何立民。单片机应用技术选编[M]。 北京: 北京航空航天大学出版社,1997。
4 DS12887使用说明
3 DS12887 Real T im e Clock ReferenceM anualDALLA S Inc1