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案例详细
标题DS12887实时时钟芯片的特点与应用
技术领域
行业
简介本文介绍了DS12887时钟芯片的主要功能、内部框图、引脚说明、使用方法及在智能电量测量仪中的应用，并给出了DS12887时钟芯片与AT89C51单片机的接口电路。
内容

 

引言

DS12887是美国达拉斯半导体公司（Dallas推出的实时时钟芯片，采用CMOS技术制成，具有内部晶振和时钟芯片备份锂电池,和常用的时钟芯片MC146818B和DS1287的管脚兼容，采用DS12887芯片设计的时钟电路不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,精度高,工作稳定可靠等优点,它功能丰富，应用广泛，特别在工业控制及智能仪器仪表中广泛用途。

 

一、DS12887时钟芯片的主要功能简介与结构框图

1、DS12887时钟芯片的主要功能简介：

（1）可作为PC机的时钟和日历；

（2）与MCl46818B 和DS1287的管脚兼容；

（3）在没有外部电源的情况下可工作10 年以上，不丢失数据；

（4）自带晶体振荡器及锂电池；

（5）可计算到2100 年前的秒、分、小时、星期、日、月、年七种日历信息，并有闰年补偿功能；

（6）二进制数码或BCD 码表示时间、日历和闹钟；

（8）12 和24 小时两种制式，12 小时时钟模式带有PM和AM指示，有夏令时功能；

（9）Motorola和Intel总线时序选择

（10）128字节RAM单元与软件接口，其中14字节为时钟单元和控制/状态寄存器，114字节为通用RAM，可由用户使用，所有RAM单元数据都具有掉电保护功能（非易失性RAM）；

（11）可编程方波输出；

（12）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，也可分别进行置位测试。

2、DS12887时钟芯片的结构

DS12887芯片内部由振荡电路,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/二进制计数器,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，DS12887芯片的内部结构框图如图1所示。

      





                     图1 DS12887内部结构框图


二、DS12887时钟芯片的引脚排列及引脚功能

1、DS12887时钟芯片引脚排列如图2 所示，-


                                          图2  DS12887引脚排列


2、DS12887时钟芯片的引脚功能：

*AD0-AD7 为地址/数据复用总线；

*NC 为空脚；

*MOT为总线模式选择（Motorola/Intel），当此脚接到Vcc时，选用的是Motorola总线时序，当它接地或不接时，选用的是Intel 总线时序；

*CS为片选端；

*AS为地址锁存允许端；

*R/W 在Intel 总线下作为写；

*DS在Intel 总线下作为读；

*RESET 为复位端，复位端对时钟、日历、RAM无效，系统上电时复位端要保持低电平200ms以上DS12887 才可以正常工作；

*IRQ 为中断请求输出端；

*SQW 为方波输出端，当Vcc 低于4.25V 时没有作用；

*Vcc 为+5V 电源；

*GND为接地端。


三、DS12887时钟芯片的地址分配及状态控制寄存器：

1、DS12887时钟芯片的地址分配如图3所示

DS12887芯片有128个RAM 单元，其中4 个单元用作控制寄存器，它们在任何时间都可访问,即使更新周期也不例外，10 个单元用作存放时钟字节，114 字节为通用RAM。

     


2、DS12887时钟芯片的状态控制寄存器

DS12887芯片内部寄存器A：内部地址为OAH


    
   UIP=l：更新已到，不能读/ 写DSl2887；UIP=0：更新末到，能读/ 写DS12887。

DV2、DV1、DV0应设置为010，表示打开晶振，允许计时。RS3、

RS2、RS1、RS0 为方波频率选择位，产生方波周期中断。

DS12887芯片内部寄存器B：内部地址为OBH



   SET=0：时间更新正常进行，每秒计数1 次；SET=1：禁止更新，程序可初始化时间和日历。 
   PIE=l：允许周期中断；PIE=0：禁止周期中断。
   AIE=1：允许报警中断；AIE=0：禁止报警中断。
   UIE=1：允许更新结束中断；UIE=0：禁止更新结束中断。
   SQWE 为方波允许位。SQWE=1：将RS3、RS2、RS1、RS0选定的方波输出。
   DM=1：BCD 码；DM=0：二进制。该位不受复位信号影响。
   24/12：1 表示24[小]时制；0 表示12[小]时制。
   DSE 为夏时制允许位。DSE=l：采用夏时制；DSE=0：不采用夏时制。

DS12887芯片内部寄存器C：内部地址为OCH

   IRQF 为中断申请标志。

PF为方波周期中断标志。PF=1：方波周期结束，申请中断。

AF 为闹铃中断标志。AF=1：当前时间与闹铃时间匹配时即刻申请中断。

UF 为更新周期结束中断标志。UF=1:更新周期结束时申请中断。

DS12887芯片内部寄存器D：内部地址为ODH




VRT 为内部锂电池状态。VRT=1：锂电池正常；VRT=0：锂电池耗尽。

四、DS12887时钟芯片在智能电量测量仪的典型应用

    在智能电量测量仪的设计中，其中部分功能要求根据输入的电压电流计算出功率，同时对功率进行积累，并显示积累值及当前时间，DS12887芯片在为系统提供时间信息的同时，它的114字节非易失RAM保证了积累值及其它重要数据在掉电情况下不致丢失，对时间的读取可以采用查询方式，即查询到UIP位为0时读时间；也可以采用中断方式，使芯片每秒钟中断一次，在中断程序中读时间。为了提高CPU工作效率，通常采用中断方式。DS12887芯片与AT89C51单片机的接口电路如图4所示。



参考文献

1 王福瑞， 陆培， 赵永键。 单片微机测控系统设计大全[M]。北京： 北京航空航天大学出版社,1998。

2 何立民。MCS-51单片机应用系统设计[M]。 北京：北京航空航天大学出版社，1990。

3 何立民。单片机应用技术选编[M]。 北京： 北京航空航天大学出版社，1997。

4         DS12887使用说明

3　DS12887 Real T im e Clock ReferenceM anualDALLA S Inc1