|
引言 X1226具有時鐘和日歷的功能，時鐘依賴時、分、秒寄存器來跟蹤，日歷依賴日期、星期、月和年寄存器來跟蹤，日歷可正確顯示至2099年，并具有自動閏年修正功能。擁有強大的雙報警功能，能夠被設置到任何時鐘/日歷值上，精確度可到1秒。可用軟件設置1Hz、4096Hz或32768Hz中任意一個頻率輸出。 X1226提供一個備份電源輸入腳VBACK，允許器件用電池或大容量電容進行備份供電。采用電容供電時，用一個硅或肖特基二極管連接到Vcc和充電電容的兩端，充電電容連接到Vback管腳，注意不能使用二極管對電池充電(特別是鋰離子電池)。切換到電池供電的條件是Vcc=Vback-0.1V，正常操作期間，供電電壓Vcc必須高于電池電壓，否則電池電量將逐步耗盡。振蕩器采用外接32.768kH的晶體，產生的振蕩誤差可通過軟件對數字微調寄存器、模擬微調寄存器的數值進行調節加以修正，避免了外接電阻和電容的離散性對精度的影響。4Kb的EEPROM可用于存儲戶數據。 電路組成及工作原理 X1226可與各種類型的的微控制器或微處理器接口，接口方式為串行的I2C接口。其中數據總線SDA是一個雙向引腳，用于輸入或輸出數據。其漏極開路輸出在使用過程中需要添加4.7～10kΩ的上拉電阻。本文介紹89C51單片機與X1226的接口方法，由于89C51單片機沒有標準的I2C接口，只能用軟件進行模擬。 圖1 為了更直觀地看到時間的變化，采用8位LED數碼管顯示年、月、日或時、分、秒，用PS7219A驅動LED數碼管，數碼管選擇0.5英寸共陰極紅色或綠色LED數碼管。由于PS7219A器件內含IMP810單片機監控器件，復位輸出高電平有效，因此在使用51系統時，無須添加監控器件，使用PS7219A的復位輸出給51單片機復位即可，監控電壓為4.63V。硬件設計原理圖如圖1所示。 在硬件通電調試過程中，不能用手去觸摸X1226的晶體振蕩器，否則可能會導致振蕩器停振，恢復振蕩器起振的方法是關閉電源(包括備份電源)后重新上電。另外需要說明的是，測量振蕩器時，不要用示波器的探頭去測量X2的振蕩輸出，應該用探頭測量PHZ/IRQ的振蕩輸出，以確定是否起振和振蕩頻率是否準確，測量時建議在該腳加一個5.1kΩ的上拉電阻。 軟件設計 X1226內含實時時鐘寄存器(RTC)、狀態寄存器(SR)、控制寄存器(CONTROL)、報警寄存器(Alarm0、Alarm1)和客戶存儲數據的存儲器。由于實時時鐘寄存器和狀態寄存器需要進行頻繁的寫操作，因此其存儲結構為易失性SRAM結構。其他寄存器均為EEPROM結構，寫操作次數通常在10萬次以上。X1226初始化程序框圖如圖2所示，子程序YS4的作用是延時4μs。 圖2 ● 寫操作 X1226初始化之后，單片機對X1226進行開始條件的設置，在寫CCR或EEPROM之前，主機必須先向狀態寄存器寫02H，確認應答信號，確認后寫入06H，再確認應答信號。確認后啟動了寫操作，首先發送高位地 址，然后發送低位地址。X1226每收到一個地址字節后，均會產生一個應答信號。在兩個地址字節都收到之后，X1226等待8位數據。在收到8位數據之后，X1226再產生一個應答，然后單片機產生一個停止條件來終止傳送。 X1226具有連續寫入的功能，每收到1字節后，響應一個應答，其內部將地址加一。當計數器達到該頁的末尾時，就自動返回到該頁的首地址。這意味著單片機可從某一頁的任何位置開始向存儲器陣列連續寫入64字節，或向CCR連續寫入8字節的數據。寫入X1226數據子程序: ● 讀操作 在上電時，16位地址的默認值為0000H。X1226初始化操作之后，單片機對X1226進行開始條件的設置，在寫CCR或EEPROM之前，主機必須先向狀態寄存器寫02H，確認應答信號，確認后寫入06H，再確認應答信號。確認后啟動了寫操作，首先發送高位地址，然后發送低位地址。X1226每收到一個地址字節后，均會產生一個應答信號。單片機發送另一個開始條件，將R/W位設置為1，接著接受8位數據。單片機終止讀操作時，無需等待X1226的應答信號，單片機即可設置停止條件。讀出X1226數據子程序: ● 振蕩器頻率在線補償調節 X1226集成了振蕩器補償電路，用戶可通過軟件在線對振蕩器頻率進行微調，這種微調通常針對兩種情況。一種情況是在25℃常溫下，對振蕩器因器件初始精度帶來的頻率偏差進行補償；第二種情況是對因溫度引起的頻率漂移進行補償。X1226內部設有數字微調寄存器(DTR)和模擬微調寄存器(ATR)，兩個寄存器均為非易失性寄存器。數字微調寄存器具有3位數字微調位，調節范圍為-30～+30×10-6。模擬微調寄存器具有6個模擬微調位，調節范圍為-37～+116×10-6。 對于因外界環境溫度變化引起的溫漂補償，要依據晶體的溫度系數，在存儲器中建立補償參數表，不同廠家晶體的溫度系數是不一樣的，應根據產品數據手冊進行選擇。 為了能夠對溫漂進行補償，要求系統中設置一個溫度傳感器，并盡量讓它靠近X1226，這樣可以真實地反映振蕩器的溫度，原理圖如圖3所示。單片機首先通過系統溫度傳感器獲取環境溫度，并在補償參數表中獲取對應的補償值，然后將補償數據填寫到相應的微調寄存器中，就能實現溫漂補償的目的。 圖3 由于X1226具有精密的振蕩器補償功能，因此非常適合于環境溫度變化較大的應用場合，同時也降低了對晶體性能參數的要求。 |
