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驱动牛犊
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20楼#
发布于:2002-05-17 16:06
DS12887为DALLAS公司生产的实时时钟芯片,除具有实时钟功能外,它还具有114字节的通用RAM。内藏锂电池,并与广泛应用的DS1287、MC146818B脚对脚兼容。本文从应用角度出发,概述了其功能特点、外部特性、内部结构及与微机芯片的接口应用。
      关键词:更新周期; 非易失RAM; 各总线兼容; 定闹中断; 周期性中断
       
      1. DS12887的功能特点
          
      DS12887是美国达拉斯半导体公司最新推出的时钟芯片,采用CMOS技术制成,把时钟芯片所需的晶振和外部锂电池相关电路集于芯片内部,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。采用DS12887芯片设计的时钟电路勿需任何外围电路并具有良好的微机接口。DS12887芯片具有微轼耗、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场合中。其主要功能如下:
          (1)内含一个锂电池,断电情况运行十年以上不丢失数据。
          (2)计秒、分、时、天、星期、日、月、年,并有闰年补偿功能。
          (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PWM和AM指导,有夏令时功能。
          (5)MOTOROLA5和INATAEL总线时序选择。
          (6)有128个RAM单元与软件音响器,其中14个作为字节时钟和控制寄存器,114字节为通用RAM,所有ARAM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。
      2. DS12887的原理及管脚说明
          
      DS12887内部原理如图1所示,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。图2显示了DS12887管脚排列图。下面分别说明管脚功能:
          
      GND,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和计时器被切换到内部锂电池。
          MOT(模式选择):MOT管脚接到VCC时,选择MOTOROLA时序,当接到GFND时,选择INTEL时序。
          SQW(方波信号同):SQW管脚能从实时时钟内部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客脚有两种操作模式,取决于MOT管脚的电平,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管脚也有两种操作模式。选MOTOROLA时序时,R/W是一电平信号,指示当前周期是读或写周期,DSO为高电平时,R/W高电平指示读周期,R/W低电平指示写周期;选INTEL时序,R/W信号是一低电平信号,称为WR。在此模式下,R/W管脚与通用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。
      3. DS12887的内部功能
      3.1 地址分配图
          
      DS12887的地下分配图如图3所示,由114字节的用户RAM,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个字节可直接读写。
      3.2 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,其字节内容可以是十进制或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,小时字节搞位为逻辑“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C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由于相线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。
      3.3 非易失RAM
          在DS12887中,114字节通用非易失RAM不专用于任何特殊功能,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。
      3.4 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122µs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。
      3.5 晶振控制位
          
      DS12887出厂时,其内部晶振被关掉,以防止锂电池在芯片装入系统前被消耗。寄存器A的BIT4~BIT6为010时打开晶振,分频链复位,BIT4~BIT6的其它组合都是使晶振关闭。
      3.6 方波输出选择
          
      如图1原理图所示,15级分步抽着中的13个可用于15选1选择器,选择分频器抽头的目的是在SQW管脚产生一个方波信号,其频率由寄存器A的RS0~RS3位设置。SQW频率选择与周期中断发生器共离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SWQE来控制SQW管脚输出的开关。
      3.7 周期中断选择
          周期中断可在IRQ脚产生500ms一次到每122µs一次的中断,中断频率同样由寄存A确定,它的控制位为寄存器B中的PIE位。
      3.8 更新周期
          DS12887每秒执行一次更新周期还比较每一定闹字节与相应的时间字节,如果匹配枵三个字节都是不关心码,则产生一次定闹中断。
      4. DS12887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。
      4.1 寄存器A BIT7BIT6BIT5BIT4BIT3BIT2BIT1BIT0
            UIPDV2DV1DV0RS3RS2RS1RS0
          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244µs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允许RTC计时。
          表1列了邮周期中断率和方波频率。
          
      RS3,RS2,RS1,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管脚)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SQAW输出;
          (3)二者同时允许并用相同的频率;
          (4)都不允许
      4.2 寄存器B BIT7BIT6BIT5BIT4BIOT3BIT2BIT2BIT1
            SETPIEALE0VIESQWEDM24/12DSE
          SET:SET为0,时间更新正常进行,每秒计数走时一次,当SET位写入1,时间更新被禁止,程序可初始化时间和日历字节。
          PIE:周期中断劲旅位,PIE为1,则允许以选定的频率拉低IRQ管脚,产和不足齿数民:PIE为0,则禁止中断。
          AIE:定闹中断允许位,PIE为1,允许中断,否则禁止中断。
          SQWE:方波允许位,置1选定频率方波从SQW脚输出;为0-时,SQW脚为低。
          DM:数据模式位,DM为1青蛙为十进制数据,而0表明是BCD码的数据。
          24/12:小时格式位,1表明24小时械,而0表明12小时械。
          
      DSE:P夏令时允许位,当DSE置1时允许两个特殊的更新,在四月份的第一时期日、时间从1:59:59AM时改变为1:00:00AM,当DSE位为0,这种特殊修正不发生。
      4.3 寄存器C BIT7BIY6BIT5BIT4BIT3BIT2BIT1BIT0
            IRQFPFAFVF0000
          IRQF:中断申请标志位。当下列表达式中一个或多个为真时,置1。
          PF=PIE=1;AF=AIE=1;
          UF=UIE=1;
          即:IRQF=PF?PIE+AF?AIE+UF?UIE
          只要IRQF为1,IRQ管脚输出低 ,程序读寄存器C以后或RESET管脚为低后,所有标志位清零。
         AF:定闹中断标志位,只读,AF为1表明现在时间与定闹时间匹配。
          VF:更新周期结束标志位。VF为1表明更新周期结束。
          BIAT0~BIT3:未用状态位,读出总为0,不能写入。
      4.4 寄存器D BIT7BIT6BIT5BIT4BIOT3BIT2BIT1BIT0
            VRT0000000
          VRT:内部锂电池状态位,平时应总读出1,如出现0,表明内部锂电池耗 尽。
          BIT0~BIT6:未用状态位,读出总为0,不能写入。
      5. 硬件接口电路
          
      DS12887时钟芯片和80C31单微机的接口电路如图4所示。模式选择脚MOT拉地,选择不NTEL时序,选择DS12887时钟芯片的地址总线及AS端口和80C31单片微机的P0及ALE端直接相联;而DS、R/W读写控制线与单片机的RD、WAR控制线相连;DS12887的高位地址由80C31半日片机的P2.7端口来片选,则DS12887的高8位地址定为7FH,而其低8侠地址则由芯片内部各单元的地址来决定(00H~3FH);DS12887的中断输出端IRQ和80C的外部INT0端相联,给单片机提供中断信号;DS12887的SQW端口可编程产生方波输出信号。
      6. 接口软件
          
      下面为DS12887时钟芯片和80C31单片机的接口软件,假定采用每天24小时制的非夏令时,时间数据格式为BCD码,初始化时间为1996年1月1日9时00分00秒,1k方波输出。时钟芯片每一秒种向单片机申请中断一次,一方面让单片机修改一次时钟显示,另一方面也给单片微机系统提供时间基准。
          (1)DS12887时钟芯片的初始化写入程序
          MOV DPTR,#7F0AH;寄存器A地址
          MOV  A,#70H:DV2~DV0=111,分频复位
          MOVX  @ DPTR,AA
          INC  DPTR:到寄存器B地址
          MOV  A,#8AH:停止更新,允许更新中断,选BCD码,24小时制
          MOVX  @DPRT,A
          MOV  QPL,#00H,秒单元地址
          CLR  A:00秒
          MOVX  @DPTR,A
          MOV DPL,#02H;分单元地址
          CLR  A:00分
          MOVX @DPTR,A
          MOV DPL,#04H;时单元地址
          MOV  A,#09H;9时
          MOVX  @DPTR,A
          MOV  DPL#07H;日单元地址
          MOV  A,@01H:1日
          MOVX @DPTR,A
        INC DPTR:到月单元地址
        MOV A,#01H;1月
          MOVX  @DPTR,A
          IC  DPTR:到年单元地址
          MOV  A,#96H;1996年
          MOVX  @DPTR,A
          INC  DPTR;到寄存器A地址
          MOV  A,#26H;DV2~DV0=010  RS3~RS0=0110
          MOVX  @DPTR,A:选周期中断率为976.5625µs,允许方波输出,频率1kHz
          INC  DPTR:到寄存器B
          MOV   A,#1AH;每秒更新一次,允许方波输出,24小时制
          MOVX  @DPTR,A:时钟开始运行
          (2)读取DS12887时钟日历数据程序
          DS12887的日历时钟通常有中断和查询两种方法读出。但在读数据时,首先要判断数据是否更新结束,只有在数据更新结束时数据读出才有效。
          ①采用查询法读取数据:
          
      查询寄存器A的UIP位,当UIP=0时,数据更新结束,可以读出。以下是采用查询方法,从秒至年单元的数据读出后存入80C31内部RAM的30~35H单元中,该部分程序如下:
          MOV  DPTR,#7F0AH;寄存器A地址
          MOVX  A,@DPTR
          WAIT:JB  ACC,7,WAIT:UIP=1则等待更新完毕
          MOV  DPL,@00H;秒地址
          MOV  R0,#30H;取目标首地址
          MOVX   A,@DPTR;取秒数据
          MOV  @R0,A:送入80C31的内部RAM缓冲区
          IC  DPTR:移指针
          IC  R0
          ;以下略
          ②采用中断法读取数据
          
      当DS12887发出中断请示,单片微机可以响应中断而读取日历数据。对于更新结束中断,中断时更新结束,数据有效,可以直接读取日历数据;对于闹钟中断和周期中断也需查询寄存器A的UIP位,当UIP=0时,数据更新结束,再读出日历时钟,具体指令这里不再列出。
cocky
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21楼#
发布于:2002-05-17 18:34
好大一盆水!!!!
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驱动中牛
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22楼#
发布于:2002-05-17 18:43
什么东东???
cocky
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23楼#
发布于:2002-05-17 19:05
那位兄弟灌的水呀!!!!
流氓兔
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24楼#
发布于:2002-05-17 20:07
谁在这做广告呀!! :D
我是流氓!!!我怕谁!!! 不!!应该是我是老流氓!!!我怕谁!!![img]http://202.98.116.70:888/cgi-bin/newmov/bbs/attachment.cgi?forum=4&topic=25473&postno=1&type=.jpg[/img]
guardee
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25楼#
发布于:2002-05-17 20:11
流氓兔啊!这都不知道,你说过要放分的啊!怎么还不放啊,骗我
lvyingf
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26楼#
发布于:2002-05-17 20:18
好热闹啊
guardee
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27楼#
发布于:2002-05-17 20:22
怎么今天这么早啊?来了也不告诉我,我还没有吃饭呢
lvyingf
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28楼#
发布于:2002-05-17 20:34
呵呵,不早了
你怎么吃饭哪
guardee
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29楼#
发布于:2002-05-17 20:51
呵呵!那你说怎么吃啊?
lvyingf
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30楼#
发布于:2002-05-17 20:53
当然是做着吃喽
guardee
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31楼#
发布于:2002-05-17 22:20
没有人做给我吃啊!只好自己动手丰衣足食了
cocky
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发布于:2002-05-18 09:30
可以坐着吃,也可以站着吃,还可以躺着吃!!
lvyingf
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33楼#
发布于:2002-07-26 13:14
我喜欢老贴子
brucezh
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发布于:2002-07-26 13:18
最常来这里,斑竹头次见 :cool:
打一枪……换个地方……再打一枪……
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