摘 要: 新型时钟芯片DS12C887具有计时精确、断电情况下运行十年以上不丢失资料等优点,在单片机计时系统中有着广泛应用。本文分析了DS12C887的功能特性,介绍了DS12C887与AT89C51单片机系统的硬件电路图,同时介绍了单片机应用程序的编写方法。

关键词: 单片机 时钟芯片 DS12C887 应用研究

1.引言

在仪器仪表与工业控制现场的单片机应用系统中,经常有精确计时的需要,这时我们通常采用DS12C887与单片机综合应用系统,以实现各种时间的精确获取。DS12C887时钟芯片功能强大,可代替IBM AT计算机的时钟/日历,断电情况下运行十年以上不丢失资料。它采用二进制数码或BCD码表示时间、日历和警报,具有计秒、分、时、天、星期、日、月、年,并有润年补偿功能。DS12C887与MC146818B和DS1287管脚兼容,使用方便。

2.DS12C887功能介绍

DS12C887为带RAM实时时钟设计,为DS1287的直接替代品。DS12887与DS1287的形式、配置和功能相同,只是DS12887增加了64字节的通用RAM。访问附加的64字节RAM取决于访问周期地址输出阶段AD6的逻辑电平,24管脚双排直列封装内包含有一个锂电池、石英晶振和写保护电路。因此DS12887是一个完整的子系统,可取代在典型应用中的16个组件,它的功能包括非易失时钟、警报器、百年历、可编程中断、方波发生器和114字节,非易失静态RAM,实时时钟在断电情况下仍能保持时间与内存是其与众不同的特点。

MOT(模式选择):MOT管脚为两种总线类型的选择提供了方便,当联接到VCC时,选择MOTORLA时序,当联接到GND时,选择INTEL时序,此管脚有一约20K内部下拉电阻。

SQW(方波信号输出):SQW管脚能从实时时钟的内15级分频提供的13个抽头中选择输出信号。SQW管脚的频率可通过对寄存器A编程来改变。

AD0-AD7(双向地址/资料复用总线):复用总线减少管脚,因为地址信息与资料信息分时共享相同的信号通路。

AS(地址选通输入):地址选通脉冲用于实现总线信号分离,AS/ALE的下降沿使得地址锁入DS12887。

CS(片选输入):在访问DS12887的总线周期片选信号必须保持为低,在MOTOROLA时序的DS和AS期间或INTEL时序RD和WR期间,CS必须保持有效状态。

RESET(复位输入):RESET管脚对时钟、日历或RAM无效,上电时RESET可保持一段时间低电平以允许电源稳定,RESET保持低电平的时间取决于实际应用。

3.硬件电路

本例介绍了单片机、时钟芯片DS12C887、LED数码显示部分等硬件电路的设计(如图1)。在单片机系统设计中,不管VCC输入的电平高低如何,实时时钟都能连续工作,同时所有的RAM、时间、日历、警报、内存单元不会丢失。当VCC加到DS12887的电平高于4.25V,如果晶振在工作,晶振分频未被复位的话,设备在100ms以后可访问,加电后这段时间使得系统稳定,当VCC下降到4.25V以下时,片选输入被内部嵌位到无效电平而不论外加CS电平为何值。这样,DS12887被写保护了,当DS12887在写保护状态时,所有的输入被忽略,而所有的输出均为高阻态,当VCC下降到约3V以下时,外部VCC电源被关闭,内部锂电池为实时时钟和RAM提供电源。

4.软件设计

DS12C887是带114字节RAM的实时时钟接口器件。它有MOTOROLA和INTEL总线时序选择端。特殊寄存器有14个。从00H到09H单元为时钟、日历、闹钟单元。0AH、0BH、0CH、0DH是功能、状态寄存器。闹钟单元:01H、03H、05H分别是秒、分、时闹钟设置寄存器。闹钟调协有种用法:根据写入到三个闹钟寄存器的值产生中断;在各闹钟单元写入自由码(=0CH0FFH)可产生周期性的闹钟中断。时钟、日历单元:00H、02H、04H、06H、07H、08H、09H分别是秒、分、时、星期、日、月、年设置寄存器。设置值有两种:二进制和BCD码。功能、状态寄存器:0AH、0BH、0CH、0DH是功能、状态寄存器。

相关软件采用汇编语言编写。由于篇幅限制,具体程序省略。

5.结语

本文介绍了DS12C887应用方法与单片机系统的设计方法,系统采用单片机控制系统和相关电路,使得时钟芯片DS12C887应用更加方便、系统更加稳定,性价比更高。本文介绍的设计方法是时间产生电路的良好选择,在单片机系统应用中有着广阔的前景。

参考文献:

[1]孙涵芳,徐爱卿.单片机原理及应用.北京:航空航天大学出版社,1996.

[2]于海生.微型计算机控制技术.北京:清华大学出版社,1999.3.

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