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新型高精度時鐘芯片RTL-4553
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30×4bitSRAM，有2000～2099的百年日歷，采用14腳SOP封裝，電池耗電2μA，時鐘誤差<3min/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；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
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個位秒
十位秒
個位分
十位分
個位時
十位時
星期
個位天
十位天
個位月
十位月
個位年
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
RAM
區
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0A
0B
0C
0D
0E
靜
態
RAM
區
控制寄存器1：CNT1
TPS-CNTR24/12
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：
BUSYPONC--
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：
--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數據讀出
在片選擇中芯片，WR置高時，芯片處于讀出狀態，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。圖5以PIC單片機為例，給出連接圖。
按圖5給出單字節的讀程序：
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
BCFRA，CS0；選芯片
MOVLW8
MOVWFCount;準備發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，準備發下一位
BSFRA，SCK；SCK高電平
DECFS2Count
GOTOLOOP；讀指令發完
MOVLW8；準備接收數據
MOVWFCount
LOOP1：
BCFRA，SCK
NOP
BSFRA，SCK
RRFW，0
BCFW，0
BTFSSRA，Sout；讀判斷
GOTOLLL1
BSFW，0
LLL1：
DECFS2Count
GOTOLOOP1
BCFRA，CS0；結束，關芯片
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