新型高精度时钟芯片RTL-4553
新型高精度时钟芯片RTL-4553 关键词：单片机 时钟芯片 RTC-4553 现在流行的串行时钟芯片很多，如DS1302、DS1307、PCF8485等。这些 芯片接口简单、价格低廉、使用方便，被广泛地采用，但这些芯片都存在时钟精 度不高，易受环境影响，出现时钟混乱等缺点。本文介绍一种EPSON公司最新 推出的RTC-4553时钟芯片。该芯片采用内置晶振和独特的数据方法，大大提高 了时钟精度和可靠性。RTC-4553配有串行通信接口，另有30×4bit SRAM，有2000 ～2099的百年日历，采用14脚SOP封装，电池耗电2μA，时钟误差3 min/年且无 需调整，是仪器仪表高精度时钟的理想芯片。1 内部结构及引脚 串行时钟芯片的内部结构如图1所示。它包含I/O控制器、移位寄存器、命 令及逻辑控制器，表态RAM、实时时钟、计数器、晶振等部分。
图2为RTC-4553的引脚图。CS0为片选脚，低电平选中；
WR为读写使能口， 高为读，低为写；
L1～L5为工厂出厂调整精度和测试用，使用中悬空；
CS1为芯 片掉电检查口，可直接与系统电源连接，芯片测到该口为低时，自动进入低功耗 状态；
SCK为时钟口，SIN为数据输入口，SOUT为数据输出口。另外，芯片还 有1个时钟信号输出口TPOUT，该口可输出1024Hz或1/10Hz的信号，以供检测芯 片的时钟精度所用。
2 功能及控制 2.1 寄存器 RTC-4553共有46×4bit寄存器。这些寄存器分3页，第1页共16个，分别为 时钟寄存器和控制寄存器，如表1所列，用来存放秒、分、时、日、月、年、星 期和3个特殊寄存器；
第2页、第3页各有15个，共30个SRAM寄存器，页面的选 择通过操作控制寄存器3的MS1、MS0位来实现。
表1 控制寄存器1：CNT1TPS——TPOUT输出时钟选择位，1输出1024Hz，0输出1/10Hz；
CNTR——时钟寄存器清零标志；
24/12——1为24小时制，0为12小时制。
控制寄存器2：
BUSY——有进位溢出；
PONC——初始上电检测，为1表示刚上电需校时。
控制寄存器3：
MS1、MS0——页面选择位，00和01指向0页，10指向1页，11指向2页。
2.2 数据读出 在片选择中芯片，WR置高时，芯片处于读出状态，随着SCK脚上的时钟 变化，内部寄存器的数据将出现在SOUT脚上。输入需要8个时钟，4个用来输入 地址；
输出数据也需要8个时钟，包括4个地址位4个数据位。数据在SCK上升沿 输入，在下降沿输出。寄存器的地址由SIN脚输入，页面由MS0、MS1决定。图3 为读时序图。
2.3 数据写入 RTC-4553采用特殊的写指令，对第0页的0D～0FH及第1页、第2页的寄存 器的操作采用常规写法，地址后面的数据将原样写入寄存器中，而对时间寄存器 写操作指令只能将内部的内容加1，并自动完成转换。图4为时间寄存器写时序。
芯片这种独特的设计，防止了时钟区数据被意外干扰出现非法数据的可能，这正 是该芯片高可靠性的原因所在。
3 应用 RTC-4553采用串行通信，与单片机接口简单，在设计中RAM区可放置少 量的停电后系统需要保存的数据。CS1也可与单片机的掉电检测口相连，以便能 迅速进入低功耗状态。图5以PIC单片机为例，给出连接图。按图5给出单字节的读程序：
入口：FDE的低4位存放读地址，W的低4位存放读地址 BSF RA，WR ；
读状态 BCF RA，CS0 ；
选芯片 MOVLW 8 MOVWF Count ;准备发8位 LOOP：BCF RA，SCK ；
SCK低电平 BCF RA，SIN BTFSS FDE，0 ；
FDE的0位为1 ；
则SIN口为1 GOTO LLL ；
否则SIN口输出0 BSF RA，SIN LLL：
RRF FDE，1 ；
FDE右移，准备发下一位 BSF RA，SCK ；
SCK高电平 DECFS2 Count GOTO LOOP ；
读指令发完 MOVLW 8 ；
准备接收数据 MOVWF Count LOOP1：
BCF RA，SCKNOP BSF RA，SCK RRF W，0 BCF W，0 BTFSS RA，Sout ；
读判断 GOTO LLL1 BSF W，0 LLL1：
DECFS2 Count GOTO LOOP1 BCF RA，CS0 ；
结束，关芯片