单片机时钟芯片研究论文

时间:2022-03-05 02:14:00

单片机时钟芯片研究论文

1内部结构及引脚

串行时钟芯片的内部结构如图1所示。它包含I/O控制器、移位寄存器、命令及逻辑控制器,表态RAM、实时时钟、计数器、晶振等部分。

图2为RTC-4553的引脚图。CS0为片选脚,低电平选中;WR为读写使能口,高为读,低为写;L1~L5为工厂出厂调整精度和测试用,使用中悬空;CS1为芯片掉电检查口,可直接与系统电源连接,芯片测到该口为低时,自动进入低功耗状态;SCK为时钟口,SIN为数据输入口,SOUT为数据输出口。另外,芯片还有1个时钟信号输出口TPOUT,该口可输出1024Hz或1/10Hz的信号,以供检测芯片的时钟精度所用。

2功能及控制

2.1寄存器

RTC-4553共有46×4bit寄存器。这些寄存器分3页,第1页共16个,分别为时钟寄存器和控制寄存器,如表1所列,用来存放秒、分、时、日、月、年、星期和3个特殊寄存器;第2页、第3页各有15个,共30个SRAM寄存器,页面的选择通过操作控制寄存器3的MS1、MS0位来实现。

表1

第0页第1页第2页地址A3A2A1A0功能说明地址A3A2A1A0功能说明地址A3A2A1A00

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0A

0B

0C

0D

0E

0F个位秒

十位秒

个位分

十位分

个位时

十位时

星期

个位天

十位天

个位月

十位月

个位年

十位年

控制寄存器1

控制寄存器2

控制寄存器30

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0A

0B

0C

0D

0E

RAM

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0A

0B

0C

0D

0E

RAM

控制寄存器1:CNT1

TPS-CNTR24/12

TPS——TPOUT输出时钟选择位,1输出1024Hz,0输出1/10Hz;

CNTR——时钟寄存器清零标志;

24/12——1为24小时制,0为12小时制。

控制寄存器2:

BUSYPONC--

BUSY——有进位溢出;

PONC——初始上电检测,为1表示刚上电需校时。

控制寄存器3:

--MS1MS0

MS1、MS0——页面选择位,00和01指向0页,10指向1页,11指向2页。

2.2数据读出

在片选择中芯片,WR置高时,芯片处于读出状态,随着SCK脚上的时钟变化,内部寄存器的数据将出现在SOUT脚上。输入需要8个时钟,4个用来输入地址;输出数据也需要8个时钟,包括4个地址位4个数据位。数据在SCK上升沿输入,在下降沿输出。寄存器的地址由SIN脚输入,页面由MS0、MS1决定。图3为读时序图。

2.3数据写入

RTC-4553采用特殊的写指令,对第0页的0D~0FH及第1页、第2页的寄存器的操作采用常规写法,地址后面的数据将原样写入寄存器中,而对时间寄存器写操作指令只能将内部的内容加1,并自动完成转换。图4为时间寄存器写时序。芯片这种独特的设计,防止了时钟区数据被意外干扰出现非法数据的可能,这正是该芯片高可靠性的原因所在。

3应用

RTC-4553采用串行通信,与单片机接口简单,在设计中RAM区可放置少量的停电后系统需要保存的数据。CS1也可与单片机的掉电检测口相连,以便能迅速进入低功耗状态。图5以PIC单片机为例,给出连接图。

按图5给出单字节的读程序:

入口:FDE的低4位存放读地址,W的低4位存放读地址

BSFRA,WR;读状态

BCFRA,CS0;选芯片

MOVLW8

MOVWFCount;准备发8位

LOOP:BCFRA,SCK;SCK低电平

BCFRA,SIN

BTFSSFDE,0;FDE的0位为1

;则SIN口为1

GOTOLLL;否则SIN口输出0

BSFRA,SIN

LLL:

RRFFDE,1;FDE右移,准备发下一位

BSFRA,SCK;SCK高电平

DECFS2Count

GOTOLOOP;读指令发完

MOVLW8;准备接收数据

MOVWFCount

LOOP1:

BCFRA,SCK

NOP

BSFRA,SCK

RRFW,0

BCFW,0

BTFSSRA,Sout;读判断

GOTOLLL1

BSFW,0

LLL1:

DECFS2Count

GOTOLOOP1

BCFRA,CS0;结束,关芯片