PCF8583时钟日历芯片的应用（下）

圣寻蜃童 元 器件 与集戚 电路 卷 PCF8583时钟 日历芯片的应用 (下) Application of PCF85 83 Chip(II) 张培仁 房 玉东 (中 国科大火 灾 国家重点 实验 室 安 徽，合 肥 230026) ZHA NG Pel-ren FAN G Yu-dong (StateKeyLab ofFileScienceHef；ei．Anhu／230026,China) 摘 要 ：PCF8583为带 I2C总 线接 口并 具有极 低功 耗 (10“A)的 日历 时钟 芯片 ，其中还 有 256字 节的静 态 RAM，PCF8583也 可作 为一个 6位 BCD码 事件 计数 嚣 ，故在 系统 中应 用非常广 泛 。由于 作 为 日历 时钟 器件 配 置有 电池供 电，可作 为RAM的保护 电源，故 256字 节的 RAM可视 为非 易失性 RAM。本文 比较 全 面地介 绍 了PCF8583的结构特 点 及其应 用于。 关 键词 ：I2C总线 ；PCF8583；时 钟 日历 芯 片 I●嘻I -ct=Thepaperintroducethoroughthe structure ofPCF8583anditsappfication K●， n'-d●：FC bus；PCF8583；Chip withfunction ofClockandcalendar 2．4 PcF8583应用 2．4．1 PCF8583起闹和定时器中断逻辑框图 2．4．2 PCF8583中断产生逻辑方程 ： 在 下面 三 种情 况下 ，PCF8583产生 中断 ： 1． 当 O7单元 计数 值 与 OF单元 相 等 时， 产生 定 时器起 闹 中断； 2．当时间 计数 器与 起 闹寄 存器 相 同 时，产 生 时钟 起 闹 中断 ； 3．当定 时器 溢 出时 ，产 生 定时 器 溢 出中断 。 其 中， 第 三 种情 况 置 位状 态 字 的 第 0位 ，其 他两 种情 况 置位 状 态字 的第 1位 。 中断响 应 逻 辑框 图如 图 4所 示 。由 图看 出， 电断的 产生 条件 可 以有 如 下公 式给 出 ： INT=ALACON．3．(ov．STACON．2)~ALACON． 7．((TA．ALA—CON．6)-,-cM ．STACON．2 其 中， Ⅳ 为 中断 输 出引脚 的逻 辑 反，其 他 符号 如 图 中标 注 。 2．4．3 PCF8583应用注意事项： 1．对 时间 计数 器 进 行 设置 时 ，最 好先设置控制 ／状态寄存器 中的停止 计数 位 ， 以免写 入 非法 数据 。 2．由上 图看 出 ，实 际上 pcf8583总 共有 三 种 中断 时钟 起 闹 中断 、定 时器 起 闹中断 、定 时器溢 出中断 。 3．控制／状态 寄存器 中第 1位置 1的 条 件是 ：①、起 闹允许 ，即控 制状态 寄 存器 的第二 位为 1；②、时钟 起 闹 (时钟 计数 器与起 闹寄存 器一致 )或者 定 时起 器 闹 (存储 单元 Ox07与存储 单元 OxOf一 致 并且起 闹控制寄存 器 的第 6位 为 1)。 4．控制 ／状态寄存器 中第 0位置 1 的条 件 是：①、起 闹允 许 ，即控制 状态 寄 存器 的第 二 位 为 l；② 、定时 器溢 出， 即计数 到 0x99并翻 转 为 OxO0。 5．中断引 脚输 出低 电平的 条件 是 满 足下 面两 个 条件 之 一：① 、控 制 ／状 态 寄存器 中第 1位 为 1并且 起 闹控 制 寄 存器 的第 7位 为 1； ② 、控 制 ／状 态 寄 存器 中第 0位为 1并 且起 闹控 制寄 存 器 的第 3位 为 1。 2．4．4 PCF8583时钟模块的驱动及相关函数 。 ，，， p 。 n e n ， s a n d ， c 。 ， u ，，， e 豳 4起闷和定 时器中断逻辑框 豳 58 圣 蜃量 元器件与集成电路卷 ／‘— — 全局符号定义 — — ‘／ #define SomeNop()；一nop一()；一nop一 ()；_nop一()；_nop一()；nop一()； ／‘5us的时间延时 ‘／ sbit SDA ： 0xb5； ／‘12C数据线 T1‘／ sbit SCL ： Oxb4： ／‘I2c时钟线 TO‘／ I2CStart：发 出 I2C总 线起 始 信号 ’f static void I2CStart(void) { SomeNop()； ／‘这里延时应该 可以去掉，起 始 信 号前 不必 满 足最 小 宽度 ‘／ SCL ： 1； SomeNop()； ／‘初 始化 为高 电平 ，并 延时 5us，结 束 时 已 经 延 时 ，此 时 可 少 一 ’} · SDA ： 0； SomeNop()； ／‘发 开始 信号 ， SCL ： 0； ／‘拉低时钟信号， SomeNop()； 并保持 5us‘／ 以锁定总线 ‘／ ／‘延时 5us，tL0W‘／ } ／‘++++++++++十+++++十+++卅 ++州 I2C Stop：发 出 I2C总线 结束 信号 ／‘延时，tBUF‘／ SCL ： 0； ／‘关闭总线 ‘／ ) I2CInit：12C总线初 始 化 程序 static void I2Clnit(void) { SCL ： 0； ／‘初始状态关闭总线 ‘／ SomeNop()； ／‘延时 ‘／ I2CStop()； ／‘确保初始化，此时数据线是 高 电平 ‘／ ) I2CClock：发 送 总线 时钟 信号 ，并返 回 时钟 电平为 高 期 间 SDA上 的状 态 ，可用 于 发送 ，也 可 用于 接受 。 ’， static bit 12CClock(void) { bit sample； SomeNop()； ／’数据建立时间，这里 1u应该 就可 以 了 ‘／ SCL = l： _ nop一()；_nop一()；一nop一()； ／‘拉高时钟，并保持 3us‘／ ‘／ sample SDA； static void I2CStop(void) { SDA = 0； ／‘初 始化 为低 电平 ，并延时 1us‘／ SomeNop()； ／‘这里 由于下降时间很小，不 延时 或只 延 时 1u应该 也 可 以 ‘／ SCL ： 1； SomeNop()； ／‘拉高时钟，并延时 5us，结束 信 号建 立 时 间 ‘／ SDA ： 1； ／‘发出结束信号 ‘／ SomeNop()； ／‘读取数据线状态 ‘／ 一 nop一()；_nop一()； ／‘时钟高电平再保持 2us‘／ SCL = 0； ／‘恢复时钟低电平 ‘／ SomeNop()； ／‘延时 5us‘／ return(sample)； ／‘返回数据线状态 ‘／ ) ／‘++}+一卜H 叶斗+十十+一十-卜卜卜卜H _+斗+十++-卜 I2CSendByte：向 I2C总线 发 送一 个字 节，并请 求 应答 ，若 收 到 应答 ，则 返 回 l，否 贝Ⅱ返 回 0。 ’， stati c bit I 2CSendByte(char I2CData) { register unsigned char i； ／‘循环变量 ‘／ for(i=O；i<8；i十+){ ／‘循环 发 送一 个 字节 (8位 )信 号 ’} SDA ： (bit)(I2cData＆Ox8O)； ／‘发送最高位数据 ‘／ I2CData <<= 1： ／‘左移一位，使次高位变成最 高 位 ’／ I2CClock()； ／‘发送一位时钟 ‘／ ) SDA ： 1； ／‘数据线置 1，等待应答 ‘／ return( I2CClock())； ／’返回应答信号取反 ’／ ) f． I2cReceiveByte：从总线接 收— 个字节 ， 并返 回该字 节 ，不 回送 应 答信 号 ，主 函 数调 用 本 函数 之 前应保 证 SDA为 1。 ’， static char I2cReceiveByte(void) { unsigned char I2CData 0； ／‘存放读出的返回数据 ‘／ register unsigned char i； ／‘循环变量 ‘／ for(i=O；i<8；i++){ ／‘循环读数 ‘／ I2CData <<= 1： ／‘左移一位 ‘／ if(I2CClock())I2CData++； ／‘若读 到 1，则最 低 位置 1，否 贝Ⅱ保持 O‘／ ) return(12CData)； ／‘返回读到的数据 ‘／ ) I2CSendAck：向 12C总线 发送 应 答信 号 ACK． o m p o n e n t s o ， u m 日 一 ．● ． ， 1I 。唪 ； ， 。．r ； ； 叶 一 唯 $Jr t 毒 崎 lf 圣j质量 元 嚣弹 与集戚 电嚣 卷 流 探针 在 浪 涌 发 生器 输 出和 地之 间进 行 测量 。 图 4表 示浪 涌 脉冲 上升 时 间， 没有 负 载 的情 况下 略 长于 10 s。图 5 表 示衰 落 时间 ，大 约为 1000 s。 图 6和 7取 自浪 涌 脉冲 加到 网 络接 口电路 时 的情 况 。两幅 图 中，波形 1采 用 1 O0倍 电流 探 针在 浪 涌 发 生器 输 出 和 tip上的浪涌相 同且浪涌保护对称， 仅须 测 出 其 中一 个 连 接 器 上 的浪 涌 即 可。波形 2采用 1倍 电压探针从浪涌发 生器 输 出到 tip连接 器 间测 得 。 图 6表 示 浪 涌 脉冲 被 钳 位于 最 大 178V，平均 45V。同时还 有一 个 小 的负 向脉冲 ，是 由浪 涌 发生 器 附带 产生 的 。 测 量 中的剩 余 45V是 由扼 流 圈 的感 性 和 通 过它 的大 电流 而 引起 的 。尽 管 没 有 显 示 出来 ， 最 终 施加 到变 压 器 上 的 浪 涌具有 178V的最 大值 ，并 且仅 持续 6 s。相 比加 到 tip和 ring引脚 的初 始 浪 涌 ，该 浪 涌 所 携带 的 能量 要 小 得 o m 口 o n 。 n t 。 。 n d ， c o ， u m e 多 。图 7是 同一 个 浪涌 ，但 表示 出 了 电 压被 钳 位 的速 度和 浪 涌 的衰 落情 况 。 设 计 通 信设 备 时的 重 要 目标 之 一 就 是在 经 历 了雷 击 或 电 源跨 接 之 后 设 备 能够 保 持 正 常 工 作状 态 。本 文所 介 绍 的 电路 能 够 使 通信 系 统 设 计 通 过 最 为苛 刻 的标 准考 核 ，使 系统 更为 稳 定 、 极 少 需 要 现 维修 ，最 终 增 加 客 户 的满 意度 。