PCF8563T(I2C)时钟日历芯片的原理与应用

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PCF8563T

(I2C)时钟日历芯片的原理与应用

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PCF8563T

C)时钟/日历芯片的原理与应用

摘要

本文概括介绍了

PCF8563

时钟芯片的特点和基本组成通过实例详细说明了有关功能的应用软件关于

PCF8563

各寄存器的详细位控功能请参考

PHILIPS

公司的相应产品资料

概述

PCF8563 是 PHILIPS 公司推出的一款带 I

C 总线,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 I

C 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

当然作为时钟芯片 PCF8563 亦解决了 2000 年问题因而 PCF8563 是一种性价比极高的时钟芯片

它广泛应用于电话传便携式仪器以及电池供电的仪器仪表等产品领域下面将主要的性能指标作一综合

1. 宽电压范围 1.0 5.5V 复位电压 Vlow=1.0V;

2. 超低功耗

典型值为 0.25 A;

3. 四种报警功能和定时器功能;

4. 内部复位电路

内部振荡器电路和内部低压检测电路;

5. 中断输出和可编程时钟输出功能;

6. 400kHzI

C 总线

PCF8563 的基本组成和工作原理

1 PCF8563 的管脚排列及描述如下图及表所示

PCF8563

内部寄存器

PCF8563

个寄存器

其中

00H

01H

为控制方式寄存器

09H 0CH

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

02H 08H

为秒

年时间寄存器各寄存器的位描述综合于下表

二进制格式寄存器概况

地址寄存器名称

Bit

Bit4 Bit3

Bit

00H 控制/状态寄存器 1 TES

STO

0 TESTC 0 0 0

01H 控制/状态寄存器 2 0 0 0 TI/TP AF TF AIE TIE

0DH CLKOUT 输出寄存器 FE - - - - -FD1 FD0

0EH 定时器控制寄存器 TE - - - - -TD1 TD0

0FH

定时器倒计数数值

寄存器

定时器倒计数数值(二进制)

符号管脚号描述

OSCI 1 振荡器输入

OSCO 2 振荡器输出

/INT 3 中断输出开漏低电平有效

4 地

SDA 5 串行数据 I/O

SCL 6 串行时钟输入

CLKOUT 7 时钟输出 (开漏)

8 正电源

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BCD 格式寄存器概况

地址寄存器名称 Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0

02h 秒 VL 00 59BCD 码格式数

03h 分钟 - 00 59BCD 码格式数

04h 小时 - - 00 59BCD 码格式数

05h 日 - - 01 31BCD 码格式数

06h 星期 - - - - - 0 6

07h 月/世纪 C - - 01 12 BCD 码格式数

08h 年 00 99 BCD 码格式数

09h 分钟报警 AE 00 59 BCD 码格式数

0Ah 小时报警 AE - 00 23 BCD 码格式数

0BH 日报警 AE - 01 31 BCD 码格式数

0CH 星期报警 AE - - - - 0 6

注:标明的位无效

PCF8563 与微控制器的接口软件及功能应用举例

按 I

C 总线规约 PCF8563 有唯一的器件地址 A2H 下面首先给出基本的接口软件然后举例说明各种功能的

应用

1 时钟的读取和写入

读时钟下面的程序将秒年共七个字节的时间信息读出并放入 40H 为首址的接收缓冲区中注意时间读

出后需进行整理

屏蔽无效位方能得出正确的信息

RCV8563

MOV SlvAdr #0A2H ;取器件地址

MOV SubAdr

#02H ;取读时间的首字节地址从秒开始读

MOV ByteCnt #7 ;读七个时间信息

LCALL RcvData ;读取时间并放入接收缓冲区中

MOV A, 40H ;取秒字节

ANL A,#7FH ;屏蔽无效位

MOV 40H,A

MOV A, 41H ;取分钟字节

ANL A,#7FH ;屏蔽无效位

MOV 41H,A

MOV A, 42H ;取小时字节

ANL A,#3FH ;屏蔽无效位

MOV 42H,A

MOV A, 43H ;取天字节

ANL A,#3FH ;屏蔽无效位

MOV 43H,A

MOV A, 44H ;取星期字节

ANL A,#07H ;屏蔽无效位

MOV 44H,A

MOV A,45H ;取月字节

ANL A,#1FH ;屏蔽无效位

MOV 45H,A

RET

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写时钟下面的程序将 2000 年 6 月 20 日星期 3 下午 3 点 15 点 59 分 30 秒的时间写入 PCF8563

SEND8563:

ACALL LOAD8563 ;将时间装入发送缓冲区(首址为 50H) 中

MOV SlvAdr

#0A2H ;取器件地址

MOV SubAdr

#00H ;取写入寄存器的首字节地址从 00H 开始写

MOV ByteCnt #9 ;写七个时间信息和 2 个控制命令

LCALL SendData ;写时间

RET

LOAD8563:

MOV 50H,#00H ;启动时钟

MOV 51H,#1FH ;设置报警及定时器中断,定时器中断为脉冲形式

MOV 52H,#30H ;以下分别将秒至年的时间写入发送缓冲区中

MOV 53H,#59H

MOV 54H,#15H

MOV 55H,#20H

MOV 56H,#02H

MOV 57H,#06H

MOV 58H,#00H

RET

以上程序调用了 I

C 总线的基本数据发送(SendData)和接收(RcvData)模块,这些模块的源程序清单在附录中给出

下面的程序亦使用了这些模块

2.主要功能的应用

PCF8563 是一多功能时钟芯片必须谨慎的使用这些功能其中最主要的就是正确的设置功能参数否则会产生

意外的错误

下面给出一些可能会用到的设置程序

A 报警功能的设置

PCF8563 共有四种报警方式

分别为小时报警每小时的同一分钟时刻报警天报警每天的同一小时时刻报警

月报警每月的同一天时刻报警和星期报警每星期的同一天时刻报警发生报警时 AF 位变为 1

四种报警只可设

置其一而不能同时使用

设置报警有效的方法是将相应报警寄存器的最高位 AE 置1 若同时置 AIE=1则在AF 置1的同

时将在/INT 引脚产生一个中断

低电平有效清除中断信号的方法是软件清 AF 由此看出 AIE 相当于单片机中的中

断允许控制位

而 AF 相当于中断申请标志位

例让 PCF8563 在每小时的 30 分钟时产生报警并在/INT 端产生一个中断给单片机 P87LPC764

取原控制信息(目的是不破坏原来的配置):

MOV SlvAdr

#0A2H ;取器件地址

MOV SubAdr

#01H ;取中断控制字节地址

MOV ByteCnt

LCALL RcvData ;读中断控制字节信息

中断配置:

MOV A,40H

ORL A,#02H ;置 AIE=1

MOV 50H,A

MOV SubAdr

#01H ;取中断控制字节地址

MOV ByteCnt

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LCALL SendData ;送中断控制字节命令

报警配置:

MOV 50H,#30H ;30 分报警时刻送发送缓冲区

MOV SubAdr

#09H ;取小时报警控制字节地址

MOV ByteCnt

LCALL SendData ;送报警信息

以上配置完成后,即可在/INT 脚产生中断信号,在软件清除 AF 位之前该中断信号一直有效清除中断信号的程序如下

取原控制信息(目的是不破坏原来的配置):

MOV SlvAdr

#0A2H ;取器件地址

MOV SubAdr

#01H ;取中断控制字节地址

MOV ByteCnt

LCALL RcvData ;读中断控制字节信息

中断清除:

MOV A,40H

ANL A,#17H ;设置成 AF=0,但保持其它位不变

MOV 50H,A

MOV SubAdr

#01H ;取中断控制字节地址

MOV ByteCnt

LCALL SendData ;送中断清除命令

定时器功能的设置

PCF8563 的定时器为倒计数定时器

当 TE=1 时有效,倒计数值为 0FH 中的的二进制数当倒计数值计为 0 时 TF

位置 1

若置 TIE=1 则在 TF 置 1 的同时将在/INT 引脚产生一个中断低电平有效与报警中断不同的是定时器中

断信号有两种方式

由 TI/TP 位控制设置 TI/TP=0 中断信号和报警中断信号相同均为低电平方式置 TF=0 可清除

中断信号

设置 TI/TP=1 则中断信号为脉冲方式其脉冲低电平宽度约为 15ms 此时可不考虑 TF 位的影响由

此看出

TIE 相当于单片机中的定时中断允许控制位而 TF 相当于定时中断申请标志位

注

定时器功能可以和报警功能同时有效

例让 PCF8563 每秒钟产生一次报警并在/INT 端产生一个脉冲给单片机 P87LPC764 在中断服务程序中可以读取时钟以

供显示

这是显示时钟的方法之一

取原控制信息(目的是不破坏原来的配置):

MOV SlvAdr

#0A2H ;取器件地址

MOV SubAdr

#01H ;取中断控制字节地址

MOV ByteCnt

LCALL RcvData ;读中断控制字节信息

中断配置:

MOV A,40H

ORL A,#01H

MOV 50H,A

MOV SubAdr

#01H ;取中断控制字节地址

MOV ByteCnt

LCALL SendData ;送中断控制字节命令

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