单片机控制实时时钟X1226的设计

　　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。