摘要：介紹EPSON公司最新推出的高精度時鐘芯片RTC-4553的功能與特點。包括內部結構及引腳、功能控制和單字節(jié)的讀程序。

    關鍵詞：單片機 時鐘芯片 RTC-4553

現在流行的串行時鐘芯片很多，如DS1302、DS1307、PCF8485等。這些芯片接口簡單、價格低廉、使用方便，被廣泛地采用，但這些芯片都存在時鐘精度不高，易受環(huán)境影響，出現時鐘混亂等缺點。本文介紹一種EPSON公司最新推出的RTC-4553時鐘芯片。該芯片采用內置晶振和獨特的數據方法，大大提高了時鐘精度和可靠性。RTC-4553配有串行通信接口，另有30×4bit SRAM，有2000～2099的百年日歷，采用14腳SOP封裝，電池耗電2μA，時鐘誤差<3 min/年且無需調整，是儀器儀表高精度時鐘的理想芯片。

1 內部結構及引腳

串行時鐘芯片的內部結構如圖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、實時時鐘、計數器、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，可直接與系統電源連接，芯片測到該口為低時，自動進入低功耗狀態(tài)；SCK為時鐘口，SIN為數據輸入口，SOUT為數據輸出口。另外，芯片還有1個時鐘信號輸出口TPOUT，該口可輸出1024Hz或1/10Hz的信號，以供檢測芯片的時鐘精度所用。

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，分別為時鐘寄存器和控制寄存器，如表1所列，用來存放秒、分、時、日、月、年、星期和3個特殊寄存器；第2頁、第3頁各有15個，共30個SRAM寄存器，頁面的選擇通過操作控制寄存器3的MS1、MS0位來實現。

表1

控制寄存器1：CNT1

TPS——TPOUT輸出時鐘選擇位，1輸出1024Hz，0輸出1/10Hz；

CNTR——時鐘寄存器清零標志；

24/12——1為24小時制，0為12小時制。

控制寄存器2：

BUSY——有進位溢出；

PONC——初始上電檢測，為1表示剛上電需校時。

控制寄存器3：

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 數據讀出

在片選擇中芯片，WR置高時，芯片處于讀出狀態(tài)，隨著SCK腳上的時鐘變化，內部寄存器的數據將出現在SOUT腳上。輸入需要8個時鐘，4個用來輸入地址；輸出數據也需要8個時鐘，包括4個地址位4個數據位。數據在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為讀時序圖。

    2.3 數據寫入

RTC-4553采用特殊的寫指令，對第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，地址后面的數據將原樣寫入寄存器中，而對時間寄存器寫操作指令只能將內部的內容加1，并自動完成轉換。圖4為時間寄存器寫時序。芯片這種獨特的設計，防止了時鐘區(qū)數據被意外干擾出現非法數據的可能，這正是該芯片高可靠性的原因所在。

3 應用

RTC-4553采用串行通信，與單片機接口簡單，在設計中RAM區(qū)可放置少量的停電后系統需要保存的數據。CS1也可與單片機的掉電檢測口相連，以便能迅速進入低功耗狀態(tài)。圖5以PIC單片機為例，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

BSF RA，WR ；讀狀態(tài)

BCF RA，CS0 ；選芯片

MOVLW 8

MOVWF Count ;準備發(fā)8位

LOOP：BCF RA，SCK ；SCK低電平

BCF RA，SIN

BTFSS FDE，0 ；FDE的0位為1

；則SIN口為1

GOTO LLL ；否則SIN口輸出0

BSF RA，SIN

LLL：

RRF FDE，1 ；FDE右移，準備發(fā)下一位

BSF RA，SCK ；SCK高電平

DECFS2 Count

GOTO LOOP ；讀指令發(fā)完

MOVLW 8 ；準備接收數據

MOVWF Count

LOOP1：

BCF RA，SCK

NOP

BSF RA，SCK

RRF W，0

BCF W，0

BTFSS RA，Sout ；讀判斷

GOTO LLL1

BSF W，0

LLL1：

DECFS2 Count

GOTO LOOP1

BCF RA，CS0 ；結束，關芯片