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DS12C887時鐘日歷芯片

日期： 2015-10-15

關鍵詞： DS12C887 時鐘芯片

DS12C887時鐘日歷芯片，是由美國 DALLAS公司生產的新型時鐘日歷芯片，采用CMOS技術制成。芯片采用24引腳雙列直插式封裝，內部集成晶振、振蕩電路、充電電路和可充電鋰電池，組成一個加厚的集成電路模塊，在沒有外部電源的情況下可工作10年。具有良好的微機接口、精度高、外圍接口簡單、工作穩定可靠等優點，可廣泛使用于各種需要較高精度的實時場合。

一、器件特性

·可計算到2100年前的秒、分、小時、星期、日期、月、年七種日歷信息并帶閏年補償；
·自帶晶體振蕩器和鋰電池。在沒有外部電源的情況下可工作10年；
·對于一天內的時間記錄，有12小時制和24小時制兩種模式。在12小時制模式中，用AM和PM區分上午和下午；
·可選用夏令時模式
·時間表示方法有兩種：一種用二進制數表示，一種用BCD碼表示；
·DS12C887中帶有128字節RAM，其中11字節用來存儲時間信息，4字節RAM用來存儲DS12C887的控制信息，稱為控制寄存器，113字節RAM供用戶使用；
·數據/地址總線復用
·用戶可編程以實現多種方波輸出
·可應用于MOTOROLA和INTEL兩種種線。——我這里只闡述INTEL總線實現方法
·三種可編程中斷：定鬧中斷、時鐘更新結束中斷、周期性中斷

DS12C887各引腳的功能說明

GND、VCC：直流電源，其中VCC接+5V輸入，GND接地。
當VCC輸入為+5V時，用戶可以訪問DS12C887內RAM中的數據，并可對其進行讀、寫操作；
當VCC輸入小于+4.25V時，禁止用戶對內部RAM進行讀、寫操作，此時用戶不能正確獲取芯片內的時間信息；
當VCC輸入小于+3V時，DS12C887會自動將電源切換到內部自帶的鋰電池上，以保證內部的電路能夠正常工作。

MOT：模式選擇引腳
DS12C887有兩種工作模式，即Motorola模式和Intel模式。
當MOT接VCC時，選用的工作模式是Motorola模式；
當MOT接GND或不接時，選用的是Intel模式。本文主要討論Intel模式。

SQW：方波輸出引腳
當供電電壓VCC大于4.25V時，SQW引腳可進行方波輸出，此時用戶可以通過對控制寄存器編程來得到13種方波信號的輸出。

AD0～AD7：復用地址/數據總線
該總線采用時分復用技術，在總線周期的前半部分，出現在AD0～AD7上的是地址信息，可用以選通DS12C887內的RAM；總線周期的后半部分出現在AD0～AD7上的是數據信息。

AS：地址選通輸入引腳
在進行讀寫操作時，AS的上升沿將AD0～AD7上出現的地址信息鎖存到DS12C887上，而下一個下降沿清除AD0～AD7上的地址信息，不論是否有效，DS12C887都將執行該操作。

DS/RD：數據選擇或讀輸入引腳
該引腳有兩種工作模式：
Motorola工作模式中，每個總線周期的后一部分的DS為高電平，被稱為數據選通。在讀操作中，DS的上升沿使DS12C887將內部數據送往總線AD0～AD7上，以供外部讀取。在寫操作中，DS的下降沿將使總線 AD0～AD7上的數據鎖存在DS12C887中；
Intel工作模式中，DS被稱作RD。該引腳是讀允許輸入腳，即Read Enable。是讀(RD)信號輸入端。當他有效時表示DS12C887正往總線輸出數據。RD信號線在存儲器芯片上被稱作OE信號線。

R/W：讀/寫輸入端
該引腳也有2種工作模式：
Motorola工作模式中，該引腳的作用是區分進行的是讀操作還是寫操作，當R/W為高電平時為讀操作，R/W為低電平時為寫操作；
Intel工作模式中，此時該作為寫允許輸入，即Write Enable。是寫(WR)信號輸入端。

CS：片選輸入，低電平有效。

IRQ：中斷請求輸入，低電平有效，該引腳有效對DS12C887內的時鐘、日歷和RAM中的內容沒有任何影響，僅對內部的控制寄存器有影響，在典型的應用中，RESET可以直接接VCC，這樣可以保證DS12C887在掉電時，其內部控制寄存器不受影響。

RESET：復位端
在典型的應用中，RESET直接接VCC

NC：空引腳

下面講解一下DS12C887的控制和狀態寄存器。

DS12C887有四個控制和狀態寄存器：A、B、C、D

寄存器A

更新位UIP：用來標志芯片是否即將進行更新。
當UIP位為1時，表示芯片正處于更新周期或即將開始更新周期。此時不準讀/寫時標寄存器；
當它為0時，表示在至少244us后才開始更新周期（即在這244us內，芯片不會更新）。此時，時鐘、日歷和鬧鐘信息可以通過讀寫相應的字節獲得和設置。
UIP位為只讀位且不受復位信號(RESET)的影響。通過把寄存器B中的SET位設置為1，可以禁止更新并將UIP位清0。

大頭爸爸：因此，在讀/寫前應該檢測UIP位。比如在1602液晶上顯示秒

while(從DS12C887讀(0x0A)&0x80);//這句意思就是如果UIP位為1，則等待。為0則退出
秒值=從DS12C887讀(0)//讀秒數據
向1602寫入秒值

DV0，DV1，DV2

這3位是用來開關晶體振蕩器和復位分頻器。
當[DV0 DV1 DV2]=[010]時，晶體振蕩器開啟并且保持時鐘運行；
當[DV0 DV1 DV2]=[01X]時，晶體振蕩器開啟，但分頻器保持復位狀態。<---不太明白，如果設置01X時，有什么作用呢？

RS3，RS2，RS1，RS0

作用：
1、設置周期中斷允許位（PIE）；
2、設置方波輸出允許位（SQWE）；
3、兩位同時設置為有效并且設置頻率；
4、全部禁止。
下表列出了可通過RS寄存器選擇的周期中斷的頻率和方波的頻率。這四個可讀寫的位不受復位信號的影響。

寄存器B

SET：當該位為0時，芯片處于正常工作狀態，每秒產生一個更新周期來更新時標寄存器；該位為1時，芯片停止工作，程序在此期間可初始化芯片的各個時標寄存器。
SET位可讀寫，并不會受到復位信號的影響。

PIE——周期中斷
當PIE=0：禁止周期中斷輸出到IRQ；
當PIE=1：允許周期中斷輸出到IRQ。

AIE——鬧鐘中斷
當AIE=0：禁止鬧鐘中斷輸出到IRQ；
當AIE=1：允許鬧鐘中斷輸出到IRQ。

UIE——更新結束中斷
當UIE=0：禁止更新結束中斷輸出到IRQ；
當UIE=1：允許更新結束中斷輸出到IRQ。
此位在復位或設置SET為高時清0

SQWE——方波輸出允許位
當SQWE=0：SQW腳保持低電平；
當SQWE=1：按寄存器A輸出速率選擇位所確定的頻率方波。

DM——格式選擇位
DM=0：BCD格式；
DM=1：二進制格式。
此位不受復位信號影響

24/12——小時模式設置位
為1—24小時制；為0—12小時制

DSE——夏令時允許標志
DSE=1，夏令制設置有效，夏時制結束可自動刷新恢復時間；DES=0，無效。
夏令時：在四月的第一個星期日的1：59：59AM，時鐘調到3：00：00AM；在十用的最后一個星期日的1：59：59AM，時鐘調到1：00：00AM。

寄存器C

該寄存器的特點是：程序訪問該寄存器或復位后，該寄存器的內容將自動清0，從而使IRQF標志位變為高電平（大頭爸爸：是低電平吧？不理解這句），否則，芯片將無法向CPU申請下一次中斷。

2010-5-14 16：18 上次將本文章打印出來，昨晚在看一遍時，對上面紅色部分重新理解內容如下：

IRQF為高電平時，引腳變為低電平引起中斷申請。假設，我開放鬧鐘中斷，寄存器B中的AIE需要置 1，當當前時間與所設置的鬧鐘時間吻合時，寄存器C中的AF位被硬件置1（詳見下面的：更新周期的基本功能），此時根據IRQF的邏輯表達式：IRQF=PF·PIE+AF·AIE+UF·UIE可得知：IRQF的值為1，當IRQF位變為1時，引腳變為低電平引起中斷申請（如果采用外部中斷1，則初始化時使IT1=1，通過他的下降沿來引起中斷）。

在中斷申請中，要讀一次寄存器C，目的就是使寄存器C中的內容自動清0。IRQF為0，則不再引起中斷申請。目的就是使下一次鬧鐘時間與當前時間符合時，可以再次申請中斷。

另一個理解：如果在中斷服務程序中不讀寄存器C，即，不使寄存器C中的各位清0的話，那么就會不斷的申請中斷。因為IRQF值為1。——我這個理解未做測試，以后將測試結果放上。

IRQF：中斷申請標志位。該位的邏輯表達式為：IRQF=PF·PIE+AF·AIE+UF·UIE。當IRQF位變為1時，引腳變為低電平引起中斷申請。

在有以下情況中的一種或幾種發生時，中斷請求標志位IRQF置高：

PF=PIE=1
AF=AIE=1
UF=UIE=1
IRQF=PF·PIE+AF·AIE+UF·UIE
IRQF一旦為高，IRQ引腳輸出低。

PF：周期中斷標志位。
AF：鬧鐘中斷標志位。
UF：更新周期結束中斷標志位。

寄存器C的低三位：未定義的保留位。不能寫入，讀出值始終為0。

寄存器D

寄存器D為只讀寄存器。

當VRT=0時表示內置電池能量耗盡，此時RAM中的數據正確性無法保證。低6位無用，只讀，讀出值恒為0。

DS12C887的中斷和更新周期

DS12C887處于正常工作狀態時，每秒鐘將產生一個更新周期。芯片片于更新周期的標志是寄存器A中的UIP位為1。在更新周期內，芯片內部時標寄存器的數據處于更新階段。所以，在這個階段微處理器不能讀時標寄存器的內容，否則將得到不確定數據。

更新周期的基本功能主要是：

1、刷新各個時標寄存器中的內容，同時秒時標寄存器內容加1，并檢查其他時標寄存器內容是否有溢出，如果有溢出則相應進位分、時、日、月、年。
2、檢查3個——時、分、秒鬧鐘時標寄存器的內容是否與對應時標寄存器的內容相符。如果相符，則寄存器C中的AF位置1；如果鬧鐘時標寄存器的內容為C0H～FFH之間數據，則為不關心狀態。

那什么是不關心狀態？設置鬧鐘時標寄存器為不關心狀態有什么作用呢？

DS12C887共有三個鬧鐘單元，分別為時、分、秒鬧鐘單元。在其中寫入鬧鐘時間值并且在時鐘中斷允許的情況下，每天到該時刻就會產生中斷申請信號。但這種方式每天只提供一次中斷信號。如果每小時都產生中斷申請信號，或每分鐘產生中斷申請信號怎么辦呢？這時就要用到“不關心碼”，即：
在“時鬧鐘”單元寫入C0H～FFH之間數據，可每小時產生一次中斷；
在“時鬧鐘”單元和“分鬧鐘”單元寫入C0H～FFH之間數據，可每分鐘產生一次中斷。
在“時鬧鐘”單元、“分鬧鐘”單元和“秒鬧鐘”單元都寫入C0H～FFH之間數據，則每秒產生一次中斷。
但這種方式也只能在整點、整分或每秒產生一次中斷。若控制系統要求的定時間隔不是整數時，應該通過軟件來調整實現。比如每3分鐘實現一次中斷。大頭爸爸：在 “時鬧鐘”單元寫入C0H～FFH之間數據，在“分鬧鐘”單元寫入3，在“秒鬧鐘”單元寫入C0H～FFH之間數據即可。

下面在講講關于DS12C887的初始化

DS12C887采用連續工作制，一般無需每次都初始化，即使是系統復位時也是如此。一般是新產品買回來，第一次使用的時候初始化；或者你想要初始化的時候。那么如何初始化DS12C887呢？

1、首先應禁止芯片內部的更新周期操作。所以應先將DS12C887狀態寄存器B中的SET位置1。
2、然后初始化00H到09H時標參數寄存器的值和狀態寄存器A
3、再通過讀狀態寄存器C，清除寄存器C中的周期中斷標志位PF、鬧鐘中斷標志位AF、更新周期結束中斷標志位UF。
4、《新編MCS-51單片機應用設計》一書，在第4步，還需通過讀取寄存器D。（讀寄存器D后，VRT位自動置1）——他所針對的是DS12887。關于這個內容，以后確定在補充。
5、將狀態寄存器B中的SET位置0，芯片開始計時工作。

下面是關于DS12C887讀/寫時序

下面是關于DS12C887的操作函數

//向某地址寫數據
void DS12C887_Write(uint8 _address,uint8 _data)
{
  DS12C887_CS=0;
  DS12C887_DS=1;
  DS12C887_WR=1;
  DS12C887_AS=1;
  P0=_address;
  DS12C887_AS=0;
  DS12C887_WR=0;
  P0=_data;
  DS12C887_WR=1;
  DS12C887_AS=1;
  DS12C887_CS=1;
}
//讀某地址的數據
uint8 DS12C887_Read(uint8 _address)
{
  uint8 tmpData;
  DS12C887_CS=0;
  DS12C887_AS=1;
  DS12C887_DS=1;
  DS12C887_WR=1;
  P0=_address;
  DS12C887_AS=0;
  DS12C887_DS=0;
  P0=0xff;//單片機從I/O口讀取數據之前先給I/O口賦個高。
  tmpData=P0;
  DS12C887_DS=1;
  DS12C887_AS=1;
  DS12C887_CS=1;
  return(tmpData);
}

附：下面是通過xbyte操作DS12C887的方法，可學習并吸收掌握。

其中DS12C887的基地址為7F00H，相應的程序采用C51語言編寫（以Intel工作模式為例）。

由8031單片機和DS12C887構成的時間獲取電路的初始化程序如下：

XBYTE[0x7F00+0x0B]=0x82;
XBYTE[0x7F00+0x0A]=0xA0;
XBYTE[0x7F00+0x0A]=0x20;
XBYTE[0x7F00+0x0B]=0x02;

/*所有的中斷禁止，24小時制，BCD碼模式*/

以下均獲取時間程序：

unsigned char data t-century;
unsigned char data t-year;
unsigned char data t-month;
unsigned char data t-date;
unsigned char data t-week;
unsigned char data t-hour;
unsigned char data t-minute;
unsigned char data t-second;

if((XBYTE[7F00+0x0A]&0x80)!=0){
t-century=XBYTE[0x7F00+0x32];/*讀取世紀*/
t-year=XBYTE[Ox7F00+0x09];/*讀取年份*/
t-month=XBYTE[Ox7F00+0x08];/*讀取月份*/
t-date=XBYTE[Ox7F00+0x07];/*讀取日期*/
t-week=XBYTE[Ox7F00+0x06];/*讀取星期幾*/
t-hour=XBYTE[Ox7F00+0x04];/*讀取小時*/
t-minute=XBYTE[DS12887+0x02];/*讀取分鐘*/
t-second=XBYTE[Ox7F00+0x00]；}/*讀取秒*/

在網上獲得的另一段代碼：

需要的，仔細看看資料，一般包括以下幾個方面
//硬件地址p2.7接12887的cs

#define p12887_sec   xbyte[0x7f00]
#define p12887_asec  xbyte[0x7f01]
#define p12887_min   xbyte[0x7f02]
#define p12887_amin  xbyte[0x7f03]
#define p12887_hour  xbyte[0x7f04]
#define p12887_ahour xbyte[0x7f05]
#define p12887_week  xbyte[0x7f06]
#define p12887_day   xbyte[0x7f07]
#define p12887_month xbyte[0x7f08]
#define p12887_year  xbyte[0x7f09]
#define p12887_cona  xbyte[0x7f0a]
#define p12887_conb  xbyte[0x7f0b]
#define p12887_irqf  xbyte[0x7f0c]
#define p12887_vf    xbyte[0x7f0d]

//初始化操作
void start12887(void)//啟動時鐘
{
  u_char i;
  i=p12887_vf;
  p12887_cona=0x70;// 掛起時鐘
  p12887_conb=0x86;// noupdate,all int disable, bin,24,normal time
  p12887_conb=0x06;// update
  p12887_cona=0x20;// start
  i=p12887_irqf;
}

下面是從網絡上找到的，某網友對xbyte用法的疑問及某網友回復，借鑒：

提問：

在一般的讀寫外部RAM的程序中，經常看到這樣的句子：
XBYTE[address]=data 寫數據
data=XBYTE[address] 讀數據
但是我想問的是，為什么用了XBYTE后，就不用顧及其時序了呢？
就是說，讀寫數據的時候，WR和RD怎么都不用用程序去控制了呢？
參考了很多讀寫外部RAM的程序，都找不到其控制WR和RD控制線的語句
哪位大俠能幫忙解釋一下這是為什么嘛？
最好還能說說XBYTE具體的用法.....

回答：

在ABSACC中你看一下就明白了
#define CBYTE ((unsigned char volatile code *) 0)
#define DBYTE ((unsigned char volatile data *) 0)
#define PBYTE ((unsigned char volatile pdata *) 0)
#define XBYTE ((unsigned char volatile xdata *) 0)

XBYTE [address]=data;
相當于
unsigned char xdata *p；
p=address；
*p=data；
但是用XBYTE會節省一個指針變量的R

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DS12C887時鐘日歷芯片

日期： 2015-10-15

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