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新型高精度時(shí)鐘芯片RTL-4553

時(shí)間:2023-02-20 22:46:51 電子通信論文 我要投稿
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新型高精度時(shí)鐘芯片RTL-4553

  摘要:介紹EPSON公司最新推出的高精度時(shí)鐘芯片RTC-4553的功能與特點(diǎn)。包括內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳、功能控制和單字節(jié)的讀程序。
  關(guān)鍵詞:單片機(jī) 時(shí)鐘芯片 RTC-4553
  
  現(xiàn)在流行的串行時(shí)鐘芯片很多,如DS1302、DS1307、PCF8485等。這些芯片接口簡單、價(jià)格低廉、使用方便,被廣泛地采用,但這些芯片都存在時(shí)鐘精度不高,易受環(huán)境影響,出現(xiàn)時(shí)鐘混亂等缺點(diǎn)。本文介紹一種EPSON公司最新推出的RTC-4553時(shí)鐘芯片。該芯片采用內(nèi)置晶振和獨(dú)特的數(shù)據(jù)方法,大大提高了時(shí)鐘精度和可靠性。RTC-4553配有串行通信接口,另有30×4bitSRAM,有2000~2099的百年日歷,采用14腳SOP封裝,電池耗電2μA,時(shí)鐘誤差<3min/年且無需調(diào)整,是儀器儀表高精度時(shí)鐘的理想芯片。
  
  1內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳
  
  串行時(shí)鐘芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。它包含I/O控制器、移位寄存器、命令及邏輯控制器,表態(tài)RAM、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、計(jì)數(shù)器、晶振等部分。
  
  圖2為RTC-4553的引腳圖。CS0為片選腳,低電平選中;WR為讀寫使能口,高為讀,低為寫;L1~L5為工廠出廠調(diào)整精度和測試用,使用中懸空;CS1為芯片掉電檢查口,可直接與系統(tǒng)電源連接,芯片測到該口為低時(shí),自動(dòng)進(jìn)入低功耗狀態(tài);SCK為時(shí)鐘口,SIN為數(shù)據(jù)輸入口,SOUT為數(shù)據(jù)輸出口。另外,芯片還有1個(gè)時(shí)鐘信號(hào)輸出口TPOUT,該口可輸出1024Hz或1/10Hz的信號(hào),以供檢測芯片的時(shí)鐘精度所用。
  
  2功能及控制
  
  2.1寄存器
  
  RTC-4553共有46×4bit寄存器。這些寄存器分3頁,第1頁共16個(gè),分別為時(shí)鐘寄存器和控制寄存器,如表1所列,用來存放秒、分、時(shí)、日、月、年、星期和3個(gè)特殊寄存器;第2頁、第3頁各有15個(gè),共30個(gè)SRAM寄存器,頁面的選擇通過操作控制寄存器3的MS1、MS0位來實(shí)現(xiàn)。
  
  表1
  
  第0頁第1頁第2頁地址A3A2A1A0功能說明地址A3A2A1A0功能說明地址A3A2A1A00
  1
  2
  3
  4
  5
  6
  7
  8
  9
  0A
  0B
  0C
  0D
  0E
  0F個(gè)位秒
  十位秒
  個(gè)位分
  十位分
  個(gè)位時(shí)
  十位時(shí)
  星期
  個(gè)位天
  十位天
  個(gè)位月
  十位月
  個(gè)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
  
  靜
  
  態(tài)
  
  RAM
  
  區(qū)
  0
  1
  2
  3
  4
  5
  6
  7
  8
  9
  0A
  0B
  0C
  0D
  0E
  靜
  
  態(tài)
  
  RAM
  
  區(qū)
  控制寄存器1:CNT1
  
  TPS-CNTR24/12
  TPS——TPOUT輸出時(shí)鐘選擇位,1輸出1024Hz,0輸出1/10Hz;
  
  CNTR——時(shí)鐘寄存器清零標(biāo)志;
  
  24/12——1為24小時(shí)制,0為12小時(shí)制。
  
  控制寄存器2:
  
  BUSYPONC--
  BUSY——有進(jìn)位溢出;
  
  PONC——初始上電檢測,為1表示剛上電需校時(shí)。
  
  控制寄存器3:
  
  --MS1MS0
  MS1、MS0——頁面選擇位,00和01指向0頁,10指向1頁,11指向2頁。
  
  2.2數(shù)據(jù)讀出
  
  在片選擇中芯片,WR置高時(shí),芯片處于讀出狀態(tài),隨著SCK腳上的時(shí)鐘變化,內(nèi)部寄存器的數(shù)據(jù)將出現(xiàn)在SOUT腳上。輸入需要8個(gè)時(shí)鐘,4個(gè)用來輸入地址;輸出數(shù)據(jù)也需要8個(gè)時(shí)鐘,包括4個(gè)地址位4個(gè)數(shù)據(jù)位。數(shù)據(jù)在SCK上升沿輸入,在下降沿輸出。寄存器的地址由SIN腳輸入,頁面由MS0、MS1決定。圖3為讀時(shí)序圖。
  
  2.3數(shù)據(jù)寫入
  
  RTC-4553采用特殊的寫指令,對(duì)第0頁的0D~0FH及第1頁、第2頁的寄存器的操作采用常規(guī)寫法,地址后面的數(shù)據(jù)將原樣寫入寄存器中,而對(duì)時(shí)間寄存器寫操作指令只能將內(nèi)部的內(nèi)容加1,并自動(dòng)完成轉(zhuǎn)換。圖4為時(shí)間寄存器寫時(shí)序。芯片這種獨(dú)特的設(shè)計(jì),防止了時(shí)鐘區(qū)數(shù)據(jù)被意外干擾出現(xiàn)非法數(shù)據(jù)的可能,這正是該芯片高可靠性的原因所在。
  
  3應(yīng)用
  
  RTC-4553采用串行通信,與單片機(jī)接口簡單,在設(shè)計(jì)中RAM區(qū)可放置少量的停電后系統(tǒng)需要保存的數(shù)據(jù)。CS1也可與單片機(jī)的掉電檢測口相連,以便能迅速進(jìn)入低功耗狀態(tài)。圖5以PIC單片機(jī)為例,給出連接圖。
  
  按圖5給出單字節(jié)的讀程序:
  
  入口:FDE的低4位存放讀地址,W的低4位存放讀地址
  
  BSFRA,WR;讀狀態(tài)
  
  BCFRA,CS0;選芯片
  
  MOVLW8
  
  MOVWFCount;準(zhǔn)備發(fā)8位
  
  LOOP:BCFRA,SCK;SCK低電平
  
  BCFRA,SIN
  
  BTFSSFDE,0;FDE的0位為1
  
  ;則SIN口為1
  
  GOTOLLL;否則SIN口輸出0
  
  BSFRA,SIN
  
  LLL:
  
  RRFFDE,1;FDE右移,準(zhǔn)備發(fā)下一位
  
  BSFRA,SCK;SCK高電平
  
  DECFS2Count
  
  GOTOLOOP;讀指令發(fā)完
  
  MOVLW8;準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)
  
  MOVWFCount
  
  LOOP1:
  
  BCFRA,SCK
  
  NOP
  
  BSFRA,SCK
  
  RRFW,0
  
  BCFW,0
  
  BTFSSRA,Sout;讀判斷
  
  GOTOLLL1
  
  BSFW,0
  
  LLL1:
  
  DECFS2Count
  
  GOTOLOOP1
  
  BCFRA,CS0;結(jié)束,關(guān)芯片
  
  
  
  

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