利用DS12887制作无电源仍可走时的时钟

　　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。

　　LED显示

　　DS12887是美国达接斯半导体公司（Dallas）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

　　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，高，工作稳定可靠等优点，可广泛用于各种需要较高的实时时钟系统中。

　　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.htm" target="_blank" title="Motorola货源和PDF资料">Motorola和Intel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。

　　Vcc：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.htm" target="_blank" title="Motorola货源和PDF资料">Motorola微机系列和Intel微机系列接口。

　　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.htm" target="_blank" title="Motorola货源和PDF资料">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.htm" target="_blank" title="Motorola货源和PDF资料">Motorola时序时，R/W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。

　　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。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。

　　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。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。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；同样，当小时和分钟定闹字节置不关心位时，每分钟定闹；当三个字节都置不关心位时，每秒中断。

　　非易失RAM

　　在DS1288中，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，从每秒到每天，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到每122μs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，则产生定闹中断。

　　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组合将打开晶振并充许RTC计时。