《8563日历时钟芯片原理及应用设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《8563日历时钟芯片原理及应用设计（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、PCF8563 日历时钟芯片原理及应用设计、 概述PCF8563 是 PHILIPS 公司推出的一款工业级内含 I2C 总线接口功能的具有极低功耗的多功能时钟/日 历芯片。PCF8563的多种报警功能、定时器功能、时钟输出功能以及中断输出功能能完成各种复杂的定时 服务，甚至可为单片机提供看门狗功能。内部时钟电路、内部振荡电路、内部低电压检测电路（1.0V ）以 及两线制 I2C 总线通讯方式，不但使外围电路及其简洁，而且也增加了芯片的可靠性。同时每次读写数据 后，内嵌的字地址寄存器会自动产生增量。当然作为时钟芯片， PCF8563 亦解决了 2000 年问题。因而， PCF8563 是一款性价
2、比极高的时钟芯片，它已被广泛用于电表、水表、气表、电话、传真机、便携式仪器 以及电池供电的仪器仪表等产品领域。特性 宽电压范围1.05.5V，复位电压标准值V =0.9V；low 超低功耗：典型值为0.25 mA（V =3.0V,T k=25D；DD amb 可编程时钟输出频率为： 32.768KHz、 1024Hz、 32Hz、 1Hz； 四种报警功能和定时器功能； 内含复位电路、振荡器电容和掉电检测电路； 开漏中断输出； 400kHz I2C 总线（Vdd=1.85.5V），其从地址：读，0A3H;写，0A2H。PCF8563 的管脚排列及描述如图 1 及表 1 所示。图 1PCF8563
3、 管脚排列图表1PCF8563管脚描述符号管脚号描述OSCI1振荡器输入OSCO2振荡器输出/INT3中断输出（开漏；低电平有效）Vss4地SDA5串行数据I/OSCL6串行时钟输入CLKOUT7时钟输出（开漏）VDD18正电源二、 PCF8563 的基本原理PCF8563有16个8位寄存器：一个可自动增量的地址寄存器，一个内置32.768KHz的振荡器（带有 一个内部集成的电容），一个分频器（用于给实时时钟RTC提供源时钟），一个可编程时钟输出，一个定时 器，一个报警器，一个掉电检测器和一个400KHz I2C总线接口。所有16个寄存器设计成可寻址的8位并行寄存器，但不是所有位都有用。前两个
4、寄存器（内存地址 00H，01H）用于控制寄存器和状态寄存器，内存地址02H08H用于时钟计数器（秒年计数器），地址 09H0CH用于报警寄存器（定义报警条件），地址0DH控制CLKOUT管脚的输出频率，地址0EH和0FH 分别用于定时器控制寄存器和定时器寄存器。秒、分钟、小时、日、月、年、分钟报警、小时报警、日报 警寄存器，编码格式为BCD，星期和星期报警寄存器不以BCD格式编码。当一个RTC寄存器被读时，所有计数器的内容被锁存，因此，在传送条件下，可以禁止对时钟/日 历芯片的错读。1. 报警功能模式一个或多个报警寄存器MSB （AE=Alarm Enable报警使能位）清0时，相应的报警条
5、件有效，这样， 一个报警将在每分钟至每星期范围内产生一次。设置报警标志位AF （控制/状态寄存器2的位3）用于产 生中断，AF只可以用软件清除。2. 定时器8位的倒计数器（地址OFH）由定时器控制寄存器（地址OEH,参见表23）控制，定时器控制寄存 器用于设定定时器的频率（4096, 64, 1,或l/60Hz）,以及设定定时器有效或无效。定时器从软件设置的 8位二进制数倒计数，每次倒计数结束，定时器设置标志位TF （参见表5），定时器标志位TF只可以用软 件清除，TF用于产生一个中断（/INT）,每个倒计数周期产生一个脉冲作为中断信号。TI/TP （参见表5） 控制中断产生的条件。当读定时器
6、时，返回当前倒计数的数值。3. CLKOUT 输出管脚CLKOUT可以输出可编程的方波。CLKOUT频率寄存器（地址0DH；参见表21）决定方波的 频率，CLKOUT可以输出32.768KHz（缺省值），1024, 32，1Hz的方波。CLKOUT为开漏输出管脚，上电 时输出有效，无效时输出为高阻抗。4. 复位PCF8563 包含一个片内复位电路，当振荡器停止工作时，复位电路开始工作。在复位状态下， I2C 总 线初始化，寄存器TF、VL、TD1、TD0、TESTC、AE被置逻辑1,其它的寄存器和地址指针被清0。5. 掉电检测器和时钟监控PCF8563内嵌掉电检测器（如图2所示），当Vdd低于
7、Vlow时，位VL （Voltage Low,秒寄存器的位7） 被置1,用于指明可能产生不准确的时钟/日历信息，VL标志位只可以用软件清除.当Vdd慢速降低（例 如以电池供电）达到V,时，标志位VL被设置，这时可能会产生中断。low6. PCF8563 内部寄存器PCF8563共有16个寄存器，其中00H01H为控制方式寄存器、09H0CH为报警功能寄存器、0DH 为时钟输出寄存器、0EH和0FH为定时器功能寄存器、02H08H为秒年时间寄存器。各寄存器的位描 述如表2及3.14所示。表2 二进制格式寄存器概况地址寄存器名称Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit000H
8、控制/状态寄存器1TEST10STOP0TESTC00001H控制/状态寄存器2000TI/TPAFTFAIETIE0DHCLKOUT输出寄存器FEFD1FD00EH定时器控制寄存器TETD1TD00FH定时器倒计数数值寄存器定时器倒计数数值（二进制）地址寄存器名称Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit002h秒VL0059BCD码格式数03h分钟一0059BCD码格式数04h小时一一0059BCD码格式数05h日一一0131BCD码格式数06h星期一一一一一0607h月/世纪C一一0112 BCD码格式数08h年0099 BCD码格式数09h分钟报警AE0059 BC
9、D码格式数OAh小时报警AE一0023 BCD码格式数OBH日报警AE一0131 BCD码彳格式数OCH星期报警AE一一一一06注:标明“”的位无效（1）控制/状态寄存器1表4控制/状态寄存器1位描述（地址00H）Bit符号描述7TEST1TEST1=0，普通模式；TEST1=1, EXT CLK测试模式5STOPSTOP=0,芯片时钟运行；STOP=1，所有芯片分频器异步置逻辑0。芯片时钟停止运行（CLKOUT在32.768kHz时可用）3TESTCTESTC=0，电源复位功能失效（普通模式时置逻辑0）TESTC=1，电源复位功能有效6,4,2丄00缺省值置逻辑0（2）控制/状态寄存器2表5
10、控制/状态寄存器2位描述（地址01H）Bit符号描述7,6,50缺省值置逻辑04TI/TPTI/TP=0:当TF有效时INT有效（取决于TIE的状态）TI/TP=1:INT 脉冲有效,参见表6 （取决于TIE的状态）。注意：若AF和AIE都 有效时，则INT 一直有效3AF当报警发生时，AF被置逻辑1；在定时器倒计数结束时，TF被置 逻辑1，它们在被软件重写前一直保持原有值，若定时器和报警中 断都请求时，中断源由AF和TF决定，若要使清除一个标志位而 防止另一标志位被重写，应运用逻辑指令AND,标志位AF和TF 值描述参见表72TF1AIE标志位AIE和TIE决定一个中断的请求有效或无效，当A
11、F或TF 中一个为“ 1”时中断是AIE和TIE都置“1”时的逻辑或。AIE=0，报警中断无效；AIE=1，报警中断有效TIE=0，定时器中断无效；TIE=1，定时器中断有效0TIE表 6 /INT 操作( bit TI/TP=1)源时钟（Hz）/INT周期n=1n140961/81921/4096641/1281/6411/641/641/601/641/64注 1 TF 和 /INT 同时有效注2. n为倒计数定时器的数值，当n = 0时定时器停止工作。表 7 AF 和 TF 值描述R/WBit： AFBit： TF值描述值描述Read 读0报警标志无效0定时器标志无效1报警标志有效1定时
12、器标志有效Write 写0报警标志被清除0定时器标志被清除1报警标志保持不变1定时器标志保持不变（3） 秒、分钟和小时寄存器表8秒/VL寄存器位描述（地址02H）Bit符号描述7VLVL=0：保证准确的时钟/日历数据VL=1 :不保证准确的时钟/日历数据60秒代表BCD格式的当前秒数值，值为0099例如： 秒 =1011001,代表59秒表9分钟寄存器位描述（地址03H）Bit符号描述7一无效60分钟代表BCD格式的当前分钟数值，值为0059表10小、时寄存器位描述（地址04H）Bit符号描述76一无效50小时代表BCD格式的当前小时数值，值为0023（4） 日、星期、月/世纪和年寄存器表 1
13、1 日寄存器位描述（地址 05H）Bit符号描述76一无效50日代表BCD格式的当前日数值，值为0131。当 年计数器的值是闰年时，PCF8563自动给二月 增加一个值，使其成为29天Bit符号描述73一无效20星期代表当前星期数值06,参见表13,这些位也 可由用户重新分配表13星期分配表日（Day）Bit2Bit1Bit0星期日000星期一001星期二010星期三011星期四100星期五101星期六110表 14 月/世纪寄存器位描述（地址 07H ）Bit符号描述7C世纪位；C=0指定世纪数为20XX, C=1指定世纪数为19XX, “XX ”为年寄存器中的值，参见表16。当年寄存器 中的值由99变为00时，世纪位会改变65一无用40月代表BCD格式的当前月份，值为0112；参见表15表 15 月分配表月份Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0一月00001二月00010三月00011四月00100五月00101六月00110七月00111八月0
