实时时钟芯片RX_8025的原理及其应用

1、总第39卷第449期2003年第5期电测与仪表Electrical Measurement &Vol.39 No.449May. 2003<实时时钟芯片RX-8025的原理及其应用出春雨，张旭辉，赵玉梅，罗土荣，牟 放吩尔滨电丁仪农研究所，哈尔滨150040)摘要：简要介绍了 种实时时钟芯片KX-8025的主要特点、工作原理和实际应用。关键词：实时时钟：串行EEPKOM； MCS51单片机;PC总线中图分类号：TN75,TM935文献标识码：B文章编号：1001-1390 2003)05-0048-04The principle and applications of real-

2、time clock module RX-8025I'ian Chunvu,Zhang Xuhui»Zhao Yumei» Luo Yurong» Mu Fang(larbin Research Institute of Electrical Instiumentation t Harbin 150040* China)Abstract: Illis article describes the character, the principle and the applications of realtime clock module KX-8025.Key

3、 words：real-time clock module； serial EEIMOM： MCS5I MCU ； inter-integrated circuit bus© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 总第39卷第449期2003年第5期电测与仪表Electrical Measurement &Vol.39 No.449May. 2003<© 1994-2010 China Academic Journal Electro

4、nic Publishing House. All rights reserved, 总第39卷第449期2003年第5期电测与仪表Electrical Measurement &Vol.39 No.449May. 2003<-48-0引言RX-8025是EPSON公司生产的种PC总线 接口方式的实时计时芯片，它内置高精度可调整的 32.768kHz水晶振子,具有6种中断发生功能、2个 系统闹钟功能、振动停止检测功能、电源电压监视 功能和时钟稻度调整功能。因此在各种手机、智能 仪农、控制装置及其它电子领域中得到广泛应IIJ 1 RX-8025 简介KX-8025引脚见图1所示。R

5、X-80251NCON.C.142SCLSDA旦_IFOUT/INTB124NCGND5TEST/INTA10_6VDDN.C.97FOEN.C.8图1RX-8O25管脚排列示意图其定义如下：SCL：串行时钟输入端；S1)A：串行地址/数据I/O端；FOUT：此脚为由EOE控制的32.768khz时钟输 出端；FOE：此脚为控制卜'OUT输出时钟信号的输入 脚内置下拉电阻，当它接高电平时,FOUT脚输出时 钟信号；/INTA：外部中断A输出，输出闹钟中断 典LARM-D)及固定周期中断；/1NTB：外部中断B输出,输出闹钟中斷ALAKM-W)及固定周期中断；TEST：测验脚，此脚接在V

6、上;Vdd：正电源；GND：接地端；N.C.：无内部连接；2 RX-8025内部框图及Jt工作原理RX-8025器件主要包括计时精度调整单元、振 动停止检测和电源电压监视单元、中断发生和闹钟 报警单元、I/O控制单元和计时功能单元等。英内部 电路框图示于图2。2.1计时梢度调整单元该单元通过软件设置时钟调整寄存器叽表,将进制码设置到时钟调整寄存器F6到F0位 上，可任意调奇或调低计时速度，并可实现苗于季© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 总第39卷第4

7、49期2003年第5期电测与仪表Electrical Measurement &Vol.39 No.449May. 2003<© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 总第39卷第449期2003年第5期电测与仪农Electrical Measurement &Vol.39 No.449May. 2003图2内部结构图节因素和温度变动对计时准确度的调胳，它的调 整范用为32768Hz±189.1xlO6,调整准确度单位 为&#

8、177;3.05x10-*,并且每20s进行内部调整时钟-次。 注意不用此功能时要将F6到F0清0。它的调整过程见农1。表1高楙度调整时钟梏确度衷BitBitBitBitBitBitBitBitI (X104)/十,376543210；-189.10+63/3fh00111111i -186.05 |+62/3eh00111110| -183.00+61/3dh00111101:1| -9.15+4/Mh0000010010+3/03h000000111 -105+2/02h00000010| Offl/01h00000001；OffO/OOh00000000:a os jroi说15*183

9、.00WWh01000100*186.00-61/43h01000*011+189.00-62/42H01000010Off&/41h01000001)Off包40h01000000时钟调整举例：例1.当FOUT时钟输出为32767.7Hz时的计时 校准调整。q）确定目而的偏移氟32767.7Hz-（32767.7-32768）/32768=-96xl0"：2）计算对冃前偏移量的最佳调整数据ao进 制）调整数据二偏移彊/调整分辨率二-9.16/3.05=-3四舍五入小数点以后）：B）计算设制调制码16进制）调制码设制时，因为是7位二进制码，所以用 128 80H）减左调整数据

10、,得到调制码。调制码二 128-3=125 缶进制）=80H-03H=7DH 缶六进制）.例2当FOUT时钟输出为32768.3Hz时的计时 校准调報。Q）确定冃前的偏移最 32768.3Hz-（32768.3-32768）/32768=+9.16x10；2）计算对目前偏移锻的址佳调整数据2进 制）调整数据二G扁移最/调整分辨率）+1二49.16/ 3.05）4-1 =-4四舍五入小数点以后）；3）计算设制调制码Q6进制），对4取16进制 调制码二04H &六进制）。2.2多种检测功能单元包括电源复位检测功能、振动停止检测功能、电 源电压降低检测功能，并对监测结果进行总结评估。 反映在

11、控制寄存器2犯农3）的相关位上，通过确认 这一结果可认知电源、振荡电路及计时状态。4 ）电源复位检测，可以通过PON位来监测，半 读该位为0时，则没有监测到上电复位状态；当读该 位为1时，则监测到上电复位状态。2）振荡停止检测，是对振荡停止車件进行记忆 的°3）电源是否降过，从而判断此时计时数据是否 冇效可以通过/XST位來监测，当读该位为0时，则 监测到内部品振停止工作状态，可能电源过0V或 后备电源下降，此时计时数据无效：当读该位为1 时，则没有监测到内部晶振停止丁作状态，此时计时 数据有效。4）电源电压降低的检测，是对供电电压比设定 电压低的书件进行记录。检测电压可由寄存器设定

12、 为2.1V和1.3V两种电压中的一种它可以通过 VDSL.VDET位来监测。当读VDET位为0时，则没 有监测到电压下降，当读该位为1时，则监测到电压 下降；当读VDSL位为0时，则标准电压值设定为 2.1V；当渎该位为1时，则表示标准电压值设N为 1.3V。该功能每秒抽样进行电源电压监视次，也可 用于电池的电源电压监视。6）总结其监测结果并进行分析评估，可以通过-49- 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.总第39卷第449期2003年第5期电测与仪表Electr

13、ical Measurement &Vol.39 No.449May. 2003<ill o|o 1 0 0 A WORD ADDRESSA WRITE DATA-50-PON、/XST、VDET位来监测。见表2。表2 监测评估表K)N /XST DET电压与扳陽周期状态针対现次分析Ki因000没存电从F降但内时伸出现反常状态叫寵是部品振停止工作HifiF降引起的.001电压F降且内部貼时钟岀现反常状态诃能足振也停止工件电压下降引起的.010正営状念1E常状态01I电斥下降但内部品时钟正常但有-种反常状态报细续匸作存在町腕后备电池HI现异札0X电乐已紆下降到0时钟状态必须初始化否

14、则就11X电压状念出现抖动会出現电压下降.2.3中断控制及闹钟报警单元该单元通过控制寄存器1、控制寄存器2呢衣 3）的相关位来监测屮断管脚状态。通过渎cl仗位来 指示/1NTA脚输出固定周期中断状态,当读该位为 0时，则/INTA引脚的固定周期输出状态为OFF”; 当读该位为1时,贝0/1NTA引脚的固定周期输出状 态为r）N”,如将该位盘o,则该固定周期中断输出 状态关闭；通过CT2.CT1.CT0三位的组介，來改变/ inta脚输出五种周期频率中断方式，它们是2Hz毎 0.5秒-次）UHz毎1秒次）.l/60Hz毎分钟 次）、l/3600Hz毎小时一次）、月 毎月的第-天一 次）。固定周期

15、中断的输出波形可有二种波形可选 择，通常的脉冲波形2Hz J Hz）和对应CPU中断的 CPU电平中断波形毎秒、每分、每时、每月）。衣3控制寄存器1、控制寄存器2地址功能Bit7 Bit6 Bit5Bit4 Bit3Bil2BillBitOE控:M奇存5S 1ValcDale/12.24TchICt2Ct ICIOF控JM寄"器1 <lct/xstPonc心WafgDafg该部分乂准备了两个中断报警功能输出报警 信号给主机,ALARM-V报警功能用于根据侦先设 定的星期、时、分来对主机发出报警，它通H/intb脚 输出报警信号，主机可通过表3各寄存器的WALE、 WAFG位來设

16、置和监视ALARM -W扌U警。当 WALE、WAFG都为1时，则表示当前时间与 ALARM -W的设定时刻致,/INTB £ t”, ALARM-W报警功能冇效，发生ALARM-W警报; 主机可通过表3 X寄存器的DALE.DAFG位來设 置和监视AI.ARM-D报警,当DALEDAFG都为1 时，则衣示半前时间与ALAKM-1）的设定时刻 致,/INTA W fALAKM-l）报警功能有效，发生 ALAKM-I）警报。2.4 I/O控制单元8025芯片与主器件之间的数据传输是通过 SCI,和SD.A两个脚，按FC总线接I方式进行数据 的读取和写入，SCL脚的最大时钟频率为400k

17、Hz 自V心.7V时），与PC总线高速模式相对应。2.5计时功能单元可进行至阳历的下二位数和年、月、日、星期、 时、分、秒各个时段寄存器的设定/计时/读取，当阳 历的下二位数为4的倍数时，可口动识别闰年，且 自动判别至2099年,推荐应用此功能于复费率电 了式电能表对不同时段的电最的设泄和读取及抄 表系统的定时抄表器上。3应用软件3.1数据传输格式首先主器件发出启动信号，Jt次是命令帧、地 址帧和数据帧格式，所有的命令、数据和地址字节 都是首先传输最高位，每传输一个数据字节，存储 器内部地址计数器将增加，氏到传到址后一个字 节，每送一字节均有应答信号，垠后发出停止信号。 格式 START BI

18、TT BIT* - I BlTO ACK STOP START CONOITIOMscljsdaXZZXZDOCZIk 图3数据传输时序图3写操作11先主器件微处理器）向8025芯片发送写指 令，收到应答信号后，主器件再向8025芯片发送要 写入数据的地址，收到应答信号后，再发送要写的 数据，再发一个应答信号后结束。格式见图4。 0°图4写操作的帧格式3.1.2读操作首先主器件微处理器）向8025芯片发送写指 令，收到应答信号后，再发要读数据的地址，收到应 答信号后，再发起始位后，主器件向8025芯片发送 读指令，收到应答信号后，就开始读数据，读完后再 发非应答信号后结束。格式见图5

19、。3.2 了程序举例框图及清单作为个简单的应用实例，我们给出以下RX- 8025与MSC51系列单片机接口电路，通过两条串 行接口总线即可与微处理器相连，如图6所示。|s|d l|lod】|o|oN REM ADDRESSI A|sR|dl|o|o| 归心八二，L_J READ DATA】READDATA2 图5读操作的帧格式图6 KX-8O25典空应用电路下面给出简单的应用MCS51微处理器服务子 程序清单：Wrile:Lcall .tart ：起始位Mov a.#64h :药扌fi* 令Leal loutMov a.#()e0h：地址Leal I outMov a.#Olh：数据Lead

20、outLcullstop：停止位RetHead： lcall startMov a.#64bI .call outMov a.#00h： Jfe 址I .cal I outLcall stopLcall startMov a#65h点扌It令Lcall outLcall inLcall nack: 4b应答Lcull stopRetOut:mov r7.#O8hMov plcSetb pl.ODjnz r7.aaClrpl.OSetb pl.lSetb pl.OJal： jbpl.l.jdlRetIn:mov r7,#08hClraClrpl.OSetb pl.lBb:setb pl.OMov c.plKlcaClrpl.ODjnz r7,bbret4小结RX-8025时钟芯片与英它同类芯片相比，具有 梢巧的贴片包装、简单的结构、抗干扰能力强以及高 梢确度、编程容易、使用方便等特点，现在也大帛为 移动手机、携带终端及忆他小型电子机器中使用。参考文献：0李华.单片机应用系统设计与开发M北京埶空就天大学出版 社.19S4.EPSON.KX-