DS12887使用.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流DS12887使用.精品文档.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

2、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12

3、8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：

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。 AD0AD7(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DS12

5、887。 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。

6、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

7、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

8、。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 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。3.5 晶振控制位

9、 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BIT4BIT6为010时打开晶振，分频链复位，BIT4BIT6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 RS0RS3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122s一次的中断，中断频率同样由寄存A确定，它的

10、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 BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 UIP DV2 DV1 DV0 RS3 RS2 RS1 RS0 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

11、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 BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIOT3 BIT2 BIT2 BIT1 SET PIE ALE0 VIE SQWE DM 24/12 DSE SET：SET为0，时间更新正常进行，每秒计数走时一次，

12、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

13、，这种特殊修正不发生。4.3 寄存器C BIT7 BIY6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 IRQF PF AF VF 0 0 0 0 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=PFPIE+AFAIE+UFUIE 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。 BIAT0BIT3：未用状态位，读出总为0，

14、不能写入。4.4 寄存器D BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIOT3 BIT2 BIT1 BIT0 VRT 0 0 0 0 0 0 0 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。 BIT0BIT6：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P

15、2.7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(00H3FH)； 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

16、写入程序 MOV DPTR，#7F0AH；寄存器A地址 MOV A，#70H：DV2DV0=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 MOVXDPTR，A

17、INCDPTR：到月单元地址MOVA，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；DV2DV0=010 RS3RS0=0110 MOVX DPTR，A：选周期中断率为976.5625s，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

18、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。 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3035H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 采用中断法读取

19、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。DS12887时钟驱动程序文件名称：ds12c887.c适用范围：时钟芯片ds12c887的驱动程序#include /* 命令常量定义 */#define CMD_START_DS12C887 0x20 /* 开启时钟芯片 #define CMD_START_OSCILLATOR 0x70 /* 开启振荡器，处于抑制状态 */#define

20、 CMD_CLOSE_DS12C887 0x30 /* 关掉时钟芯片 /* 所有的置位使用或操作，清除使用与操作 */#define MASK_SETB_SET 0x80 /* 禁止刷新 */#define MASK_CLR_SET 0x7f /* 使能刷新 */#define MASK_SETB_DM 0x04 /* 使用HEX格式 #define MASK_CLR_DM 0xfb /* 使用BCD码格式 */#define MASK_SETB_2412 0x02 /* 使用24小时模式 */#define MASK_CLR_2412 0xfd /* 使用12小时模式 */#define M

21、ASK_SETB_DSE 0x01 /* 使用夏令时 */#define MASK_CLR_DSE 0xfe /* 不使用夏令时 /* 寄存器地址通道定义 */xdata char chSecondsChannel _at_ 0xdf00;xdata char chMinutesChannel _at_ 0xdf02;xdata char chHoursChannel _at_ 0xdf04;xdata char chDofWChannel _at_ 0xdf06;xdata char chDateChannel _at_ 0xdf07;xdata char chMonthChannel _a

22、t_ 0xdf08;xdata char chYearChannel _at_ 0xdf09;xdata char chCenturyChannel _at_ 0xdf32;xdata char chRegA _at_ 0xdf0a;xdata char chRegB _at_ 0xdf0b;xdata char chRegC _at_ 0xdf0c;xdata char chRegD _at_ 0xdf0d;/* 函数声明部分 */void StartDs12c887(void);void CloseDs12c887(void);void InitDs12c887(void);unsigne

23、d char GetSeconds(void);unsigned char GetMinutes(void);unsigned char GetHours(void);unsigned char GetDate(void);unsigned char GetMonth(void);unsigned char GetYear(void);unsigned char GetCentury(void);void SetTime(unsigned char chSeconds,unsigned char chMinutes,unsigned char chHours);void SetDate(uns

24、igned char chDate,unsigned char chMonth,unsigned char chYear);函数功能：该函数用来启动时钟芯片工作应用范围：仅在时钟芯片首次使用时用到一次入口参数：出口参数：void StartDs12c887(void) chRegA = CMD_START_DS12C887;函数功能：该函数用来关闭时钟芯片应用范围：一般用不到入口参数：出口参数：void CloseDs12c887(void) chRegA = CMD_CLOSE_DS12C887;void InitDs12c887() StartDs12c887(); chRegB = ch

25、RegB | MASK_SETB_SET; /* 禁止刷新 */ chRegB = chRegB & MASK_CLR_DM | MASK_SETB_2412 & MASK_CLR_DSE; /* 使用BCD码格式、24小时模式、不使用夏令时 */ chCenturyChannel = 0x21; /* 设置为21世纪 */ chRegB = chRegB & MASK_CLR_SET; /* 使能刷新 */函数功能：该函数用来从时钟芯片读取秒字节应用范围：入口参数：出口参数：unsigned char GetSeconds(void) return(chSecondsChannel);函数功

26、能：该函数用来从时钟芯片读取分字节应用范围：入口参数：出口参数：unsigned char GetMinutes(void) return(chMinutesChannel);函数功能：该函数用来从时钟芯片读取小时字节应用范围：入口参数：出口参数：unsigned char GetHours(void) return(chHoursChannel);函数功能：该函数用来从时钟芯片读取日字节应用范围：入口参数：出口参数：unsigned char GetDate(void) return(chDateChannel);函数功能：该函数用来从时钟芯片读取月字节应用范围：入口参数：出口参数：unsi

27、gned char GetMonth(void) return(chMonthChannel);函数功能：该函数用来从时钟芯片读取年字节应用范围：入口参数：出口参数：unsigned char GetYear(void) return(chYearChannel);函数功能：该函数用来从时钟芯片读取世纪字节应用范围：入口参数：出口参数：unsigned char GetCentury(void) return(chCenturyChannel);函数功能：该函数用来设置时钟芯片的时间应用范围：入口参数：chSeconds、chMinutes、chHours是设定时间的压缩BCD码出口参数：vo

28、id SetTime(unsigned char chSeconds,unsigned char chMinutes,unsigned char chHours) chRegB = chRegB | MASK_SETB_SET; /* 禁止刷新 */ chSecondsChannel = chSeconds; chMinutesChannel = chMinutes; chHoursChannel = chHours; chRegB = chRegB & MASK_CLR_SET; /* 使能刷新 */函数功能：该函数用来设置时钟芯片的日期应用范围：入口参数：chDate、chMonth、chYear是设定日期的压缩BCD码出口参数：void SetDate(unsigned char chDate,unsigned char chMonth,unsigned char chYear) chRegB = chRegB | MASK_SETB_SET; /* 禁止刷新 */ chDateChannel = chDate; chMonthChannel = chMonth; chYearChannel = chYear; chRegB = chRegB & MASK_CLR_SET; /* 使能刷新 */