单片机控制实时时钟X1226的设计图

摘 要：介绍xicor公司实时时钟器件x1226的工作原理，以及单片机控制的硬件设计和软件编程的方法和注意事项。关键词：实时时钟；i2c接口；应答信号ack；掉电时的电池切换 引言---x1226具有时钟和日历的功能，时钟依赖时、分、秒寄存器来跟踪，日历依赖日期、星期、月和年寄存器来跟踪，日历可正确显示至2099年，并具有自动闰年修正功能。拥有强大的双报警功能，能够被设置到任何时钟/日历值上，精确度可到1秒。可用软件设置1hz、4096hz或32768hz中任意一个频率输出。---x1226提供一个备份电源输入脚vback，允许器件用电池或大容量电容进行备份供电。采用电容供电时，用一个硅或肖特基二极管连接到vcc和充电电容的两端，充电电容连接到vback管脚，注意不能使用二极管对电池充电(特别是锂离子电池)。切换到电池供电的条件是vcc=vback-0.1v，正常操作期间，供电电压vcc必须高于电池电压，否则电池电量将逐步耗尽。振荡器采用外接32.768kh的晶体，产生的振荡误差可通过软件对数字微调寄存器、模拟微调寄存器的数值进行调节加以修正，避免了外接电阻和电容的离散性对精度的影响。4kb的eeprom可用于存储户数据。 电路组成及工作原理---x1226可与各种类型的的微控制器或微处理器接口，接口方式为串行的i2c接口。其中数据总线sda是一个双向引脚，用于输入或输出数据。其漏极开路输出在使用过程中需要添加4.7～10kω的上拉电阻。本文介绍89c51单片机与x1226的接口方法，由于89c51单片机没有标准的i2c接口，只能用软件进行模拟。---为了更直观地看到时间的变化，采用8位led数码管显示年、月、日或时、分、秒，用ps7219a驱动led数码管，数码管选择0.5英寸共阴极红色或绿色led数码管。由于ps7219a器件内含imp810单片机监控器件，复位输出高电平有效，因此在使用51系统时，无须添加监控器件，使用ps7219a的复位输出给51单片机复位即可，监控电压为4.63v。硬件设计原理图如图1所示。---在硬件通电调试过程中，不能用手去触摸x1226的晶体振荡器，否则可能会导致振荡器停振，恢复振荡器起振的方法是关闭电源(包括备份电源)后重新上电。另外需要说明的是，测量振荡器时，不要用示波器的探头去测量x2的振荡输出，应该用探头测量phz/irq的振荡输出，以确定是否起振和振荡频率是否准确，测量时建议在该脚加一个5.1kω的上拉电阻。

软件设计---x1226内含实时时钟寄存器(rtc)、状态寄存器(sr)、控制寄存器(control)、报警寄存器(alarm0、alarm1)和客户存储数据的存储器。由于实时时钟寄存器和状态寄存器需要进行频繁的写操作，因此其存储结构为易失性sram结构。其他寄存器均为eeprom结构，写操作次数通常在10万次以上。x1226初始化程序框图如图2所示，子程序ys4的作用是延时4μs。启动条件子程序：setb sdalcall ys4setb scllcall ys4clr sdalcall ys4clr scllcall ys4ret停止条件子程序：clr sdalcall ys4setb scllcall ys4setb sdaret● 写操作---x1226初始化之后，单片机对x1226进行开始条件的设置，在写ccr或eeprom之前，主机必须先向状态寄存器写02h，确认应答信号，确认后写入06h，再确认应答信号。确认后启动了写操作，首先发送高位地址，然后发送低位地址。x1226每收到一个地址字节后，均会产生一个应答信号。在两个地址字节都收到之后，x1226等待8位数据。在收到8位数据之后，x1226再产生一个应答，然后单片机产生一个停止条件来终止传送。---x1226具有连续写入的功能，每收到1字节后，响应一个应答，其内部将地址加一。当计数器达到该页的末尾时，就自动返回到该页的首地址。这意味着单片机可从某一页的任何位置开始向存储器阵列连续写入64字节，或向ccr连续写入8字节的数据。写入x1226数据子程序:mov r5,#8send1: mov a,dataserlc amov datase,amov sda,csetb scllcall ys4clr scllcall ys4djnz r5,send1ret● 读操作---在上电时，16位地址的默认值为0000h。x1226初始化操作之后，单片机对x1226进行开始条件的设置，在写ccr或eeprom之前，主机必须先向状态寄存器写02h，确认应答信号，确认后写入06h，再确认应答信号。确认后启动了写操作，首先发送高位地址，然后发送低位地址。x1226每收到一个地址字节后，均会产生一个应答信号。单片机发送另一个开始条件，将r/w位设置为1，接着接受8位数据。单片机终止读操作时，无需等待x1226的应答信号，单片机即可设置停止条件。---读出x1226数据子程序: movr5,#8movdatare,#0setbsdaclr cread1: setb scllcall ys4mov c,sdaclr sclmov a,datarerlc amov datare,a lcall ys4djnz r5,read1ret● 振荡器频率在线补偿调节---x1226集成了振荡器补偿电路，用户可通过软件在线对振荡器频率进行微调，这种微调通常针对两种情况。一种情况是在25℃常温下，对振荡器因器件初始精度带来的频率偏差进行补偿；第二种情况是对因温度引起的频率漂移进行补偿。x1226内部设有数字微调寄存器(dtr)和模拟微调寄存器(atr)，两个寄存器均为非易失性寄存器。数字微调寄存器具有3位数字微调位，调节范围为-30～+30

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