基于IIC1.0的时钟芯片应用程序设计
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2020-12-13
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基于基于IIC1.0的时钟芯片应用程序设计的时钟芯片应用程序设计
摘要：在对串行实时时钟芯片X1203内部结构和工作特性作基本介绍的基础上，设计出用单片机的通用I/O口线
虚拟I2C总线来实现与时钟芯片的串行接口电路以及利用虚拟I2C总线软件包VIIC设计时钟芯片1203的应用程
序。 关键词：单片机 实时时钟 虚拟I2C总线 实时时钟是微机测控系统中的一个重要组成部分。美国Xicor公司
推出的串行接口实时时钟芯片X1203提供备用电源输入引脚，使器件能用非可重新充电电池任务用电源。该芯片
以其体积小、功耗低、使用简单、接口容易、与单片机连线少为主要特点，同时具有较高的精度，能很好满足
微机测控系统的求。下面具体介绍该芯片的内部结构、工作特性、与51系列单片机接
摘要：摘要：在对串行实时时钟芯片X1203内部结构和工作特性作基本介绍的基础上，设计出用单片机的通用I/O口线虚拟I2C总线来
实现与时钟芯片的串行接口电路以及利用虚拟I2C总线软件包VIIC设计时钟芯片1203的应用程序。
关键词：关键词：单片机 实时时钟 虚拟I2C总线
实时时钟是微机测控系统中的一个重要组成部分。美国Xicor公司推出的串行接口实时时钟芯片X1203提供备用电源输入引
脚，使器件能用非可重新充电电池任务用电源。该芯片以其体积小、功耗低、使用简单、接口容易、与单片机连线少为主要特
点，同时具有较高的精度，能很好满足微机测控系统的求。下面具体介绍该芯片的内部结构、工作特性、与51系列单片机接
口设计实例以及如何利用虚拟I2C总线软件包VIIC来设计实时时钟芯片X1203的应用程序。
1 X1203内部结构和工作特性内部结构和工作特性
X1203是带时钟、日历和2个闹钟报警的实时时钟。双端口时钟和报警寄存器使时钟即使在读写操作期间也能精确地工
作，时钟/日历提供了可通过一组寄存器进行控制和读出的功能；时钟使用32.768kHz晶体输入，以秒、分、时、日、星期、月
和年为单位跟踪时间，具有闰年校正，并能对小于31天的月自动进行调整；2个闹钟（报警）即中断输出，输出脉冲重复率可
以从1次/min～1次/年，支持I2C总线的2线接口，具有400kHz的数据传送速率和内部切换电路的辅助电源输入端，可靠性高，
电源电压从2.5～6V实时时钟均能正常工作。
X1203的内部结构如图1所示，由电源控制、振荡器、分频器、时钟控制寄存器（CCR）、控制逻辑电路、移位寄存器等
组成。
1.1 X1203的封装形式和引脚说明
X1203有8引脚SOIC和8引脚TSSOP 2种封装形式，引脚排列如图2所示。
SCL：串行时钟引脚，用于使所有数据随时钟同步输入器件和从器件输出。此引脚上的输入缓冲器总是激活的（不选通）。
SDA：串行数据引脚，用于把数据送入器件和从器件送出数据。它具有漏极开路的输出，可以与其它漏极开路或集电极开
路输出端进行线“或”。输入缓冲器总是激活（不选通）。漏极开路输出要求使用上拉电阻。
VBACK：备用电源引脚，向器件提供备用电源电压，在VCC电源出现故障时向器件提供电源。
IRQ：中断信号输出引脚。引信号通知处理器，报警已发生并请求动作，是漏极开路的低电平有效输出端。
X1、X2：反向放大器的输入和输出端引脚，可以在X1端接受外部32.768kHz的方波基准或配置为片内振荡器。
电源控制电路由引脚Vcc和引脚VBACK输入，当Vcc<VBACK-0.2V时，电源控制电路切换到VBACK，当VCC超过VBACK
时，它将切换回到VCC。
1.2 时钟/控制寄存器（CCR）
时钟/控制寄存器（CCR）分为5个部分：
①报警寄存器0（Alarm0）为8字节，字节地址为0000H～0007H；
②报警寄存器1（Alarm1）为8字节，字节地址为0008H～000FH；
③控制寄存器（Control）为1字节，字节地址为0011H；
④实时时钟（RTC）为8字节，字节地址为0030H～0037H；
⑤状态寄存器（Status）为1字节，字节地址为0003FH；
其中①～③为非易失性的E2PROM，而④、⑤为易失性的SRAM。CCR的映像如表1所列。
表表1 CCR映像映像
地址 名称 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 范围
00FH SR BAT AL1 AL0 0 0 RWEL WEL RTCF
0037H Y2K 0 0 Y2K21 Y2K20 Y2K13 0 0 Y2K10 19/20
0036H DW 0 0 0 0 0 DY2 DY1 DY0 0～6
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