时钟芯片PCF8563应用手册

广州周立功单片机发展有限公司Tel(020)3873097638730977Fax[phone]总线接口功能的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I2C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同时每次读写数据后内嵌的字地址寄存器会自动产生增量当然作为时钟芯片PCF8563亦解决了2000年问题因而PCF8563是一款性价比极高的时钟芯片它已被广泛用于电表水表气表电话传真机便携式仪器以及电池供电的仪器仪表等产品领域特性z宽电压范围1.05.5V复位电压标准值Vlow=0.9Vz超低功耗典型值为0.25AVDD=3.0V,Tamb=25z可编程时钟输出频率为32.768KHz1024Hz32Hz1Hzz四种报警功能和定时器功能z内含复位电路振荡器电容和掉电检测电路z开漏中断输出z400kHzI2C总线(VDD=1.85.5V)其从地址读0A3H;写0A2HPCF8563的管脚排列及描述如图1及表1所示图1PCF8563管脚排列图二PCF8563的基本原理PCF8563有16个位寄存器一个可自动增量的地址寄存器一个内置32.768KHz的振荡器带有一个内部集成的电容一个分频器用于给实时时钟RTC提供源时钟一个可编程时钟输出一个定时器一个报警器一个掉电检测器和一个400KHzI2C总线接口所有16个寄存器设计成可寻址的8位并行寄存器但不是所有位都有用前两个寄存器内存地址00H01H用于控制寄存器和状态寄存器内存地址02H08H用于时钟计数器秒~年计数器地址09H0CH用于报警寄存器定义报警条件地址0DH控制CLKOUT管脚的输出频率地址0EH和0FH分别用于定时器控制寄存器和定时器寄存器秒分钟小时日月年分钟报警小时报警日报警寄存器编码格式为BCD星期和星期报警寄存器不以BCD格式编码当一个RTC寄存器被读时所有计数器的内容被锁存因此在传送条件下可以禁止对时钟日历芯片的错读表1PCF8563管脚描述符号管脚号描述OSCI1振荡器输入OSCO2振荡器输出/INT3中断输出开漏低电平有效VSS4地SDA5串行数据I/OSCL6串行时钟输入CLKOUT7时钟输出(开漏)VDD8正电源广州周立功单片机发展有限公司Tel(020)3873097638730977Fax[phone]=AlarmEnable报警使能位清时相应的报警条件有效这样一个报警将在每分钟至每星期范围内产生一次设置报警标志位AF控制状态寄存器的位用于产生中断AF只可以用软件清除2.定时器位的倒计数器地址0FH由定时器控制寄存器地址0EH参见表23控制定时器控制寄存器用于设定定时器的频率4096641或1/60Hz以及设定定时器有效或无效定时器从软件设置的8位二进制数倒计数每次倒计数结束定时器设置标志位TF参见表5定时器标志位TF只可以用软件清除TF用于产生一个中断/INT每个倒计数周期产生一个脉冲作为中断信号TI/TP参见表5控制中断产生的条件当读定时器时返回当前倒计数的数值3.CLKOUT输出管脚CLKOUT可以输出可编程的方波CLKOUT频率寄存器地址0DH参见表21决定方波的频率CLKOUT可以输出32.768KHz(缺省值)1024321Hz的方波CLKOUT为开漏输出管脚上电时输出有效无效时输出为高阻抗4.复位PCF8563包含一个片内复位电路当振荡器停止工作时复位电路开始工作在复位状态下I2C总线初始化寄存器TFVLTD1TD0TESTCAE被置逻辑其它的寄存器和地址指针被清5.掉电检测器和时钟监控PCF8563内嵌掉电检测器(如图2所示)当VDD低于Vlow时,位VLVoltageLow,秒寄存器的位7被置用于指明可能产生不准确的时钟日历信息VL标志位只可以用软件清除当VDD慢速降低例如以电池供电达到Vlow时标志位VL被设置,这时可能会产生中断图2掉电检测6.PCF8563内部寄存器PCF8563共有16个寄存器其中00H01H为控制方式寄存器09H0CH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02H08H为秒年时间寄存器各寄存器的位描述如表2及3.14所示表2二进制格式寄存器概况地址寄存器名称Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit000H控制/状态寄存器1TEST10STOP0TESTC00001H控制/状态寄存器2000TI/TPAFTFAIETIE0DHCLKOUT输出寄存器FEFD1FD00EH定时器控制寄存器TETD1TD00FH定时器倒计数数值寄存器定时器倒计数数值(二进制)广州周立功单片机发展有限公司Tel(020)3873097638730977Fax[phone]月/世纪C0112BCD码格式数08h年0099BCD码格式数09h分钟报警AE0059BCD码格式数0Ah小时报警AE0023BCD码格式数0BH日报警AE0131BCD码格式数0CH星期报警AE06注:标明的位无效(1)控制/状态寄存器表4控制/状态寄存器位描述地址00HBit符号描述7TEST1TEST1=0普通模式TEST1=1EXT_CLK测试模式5STOPSTOP=0芯片时钟运行STOP=1所有芯片分频器异步置逻辑0芯片时钟停止运行CLKOUT在32.768kHz时可用3TESTCTESTC=0电源复位功能失效普通模式时置逻辑0TESTC=1电源复位功能有效6,4,2,1,00缺省值置逻辑02控制/状态寄存器表5控制/状态寄存器位描述地址01HBit符号描述7,6,50缺省值置逻辑04TI/TPTI/TP=0:当TF有效时INT有效(取决于TIE的状态)TI/TP=1:INT脉冲有效,参见表6(取决于TIE的状态)注意若AF和AIE都有效时则INT一直有效3AF2TF当报警发生时AF被置逻辑1在定时器倒计数结束时TF被置逻辑1它们在被软件重写前一直保持原有值若定时器和报警中断都请求时中断源由AF和TF决定若要使清除一个标志位而防止另一标志位被重写应运用逻辑指令AND标志位AF和TF值描述参见表71AIE0TIE标志位AIE和TIE决定一个中断的请求有效或无效当AF或TF中一个为1时中断是AIE和TIE都置1时的逻辑或AIE=0报警中断无效AIE=1报警中断有效TIE=0定时器中断无效TIE=1定时器中断有效广州周立功单片机发展有限公司Tel(020)3873097638730977Fax[phone]操作bitTI/TP=1/INT周期源时钟(Hz)n=1n140961/81921/4096641/1281/6411/641/641/601/641/64注1TF和/INT同时有效注2n为倒计数定时器的数值当n0时定时器停止工作表7AF和TF值描述BitAFBitTFR/W值描述值描述Read读01报警标志无效报警标志有效01定时器标志无效定时器标志有效Write写01报警标志被清除报警标志保持不变01定时器标志被清除定时器标志保持不变(3)秒分钟和小时寄存器表8秒/VL寄存器位描述地址02HBit符号描述7VLVL=0保证准确的时钟/日历数据VL=1不保证准确的时钟/日历数据60秒代表BCD格式的当前秒数值值为0099例如秒1011001代表59秒表9分钟寄存器位描述地址03HBit符号描述7无效60分钟代表BCD格式的当前分钟数值值为0059表10小时寄存器位描述地址04HBit符号描述76无效50小时代表BCD格式的当前小时数值值为0023(4)日星期月/世纪和年寄存器表11日寄存器位描述地址05HBit符号描述76无效50日代表BCD格式的当前日数值值为0131当年计数器的值是闰年时PCF8563自动给二月增加一个值使其成为29天广州周立功单片机发展有限公司Tel(020)3873097638730977Fax[phone]月/世纪寄存器位描述地址07HBit符号描述7C世纪位C=0指定世纪数为20C=1指定世纪数为19为年寄存器中的值参见表16当年寄存器中的值由99变为00时世纪位会改变6~5无用4~0月代表BCD格式的当前月份值为0112参见表15表15月分配表月份Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0一月00001二月00010三月00011四月00100五月00101六月00110七月00111八月01000九月01001十月10000十一月10001十二月10010表16年寄存器位描述地址08HBit符号描述70年代表BCD格式的当前年数值值为0099广州周立功单片机发展有限公司Tel(020)3873097638730977Fax[phone](5)报警寄存器向一个或多个报警寄存器写入合法的分钟小时日或星期数值并且它们相应的AEAlarmEnable位为逻辑当这些数值与当前的分钟小时日或星期数值相等标志位AFAlarmFlag被设置AF保存设置值直到被软件清除为止AF被清除后只有在时间增量与报警条件再次相匹配时才可再被设置报警寄存器在它们相应位AE置为逻辑时将被忽略表17分钟报警寄存器位描述地址09HBit符号描述7AEAE=0分钟报警有效AE=1分钟报警无效60分钟报警代表BCD格式的分钟报警数值值为0059表18小时报警寄存器位描述地址0AHBit符号描述7AEAEAE=0小时报警有效AE=1小时报警无效60小时报警代表BCD格式的小时报警数值值为0023表19日报警寄存器位描述地址0BHBit符号描述7AEAE=0日报警有效AE=1日报警无效60日报警代表BCD格式的日报警数值值为0031表20星期报警寄存器位描述地址0CHBit符号描述7AEAE=0星期报警有效AE=1星期报警无效60星期报警代表BCD格式的星期报警数值值为06(6)CLKOUT频率寄存器表21CLKOUT频率寄存器位描述地址0DHBit符号描述7FEFE0CLKOUT输出被禁止并设成高阻抗FE1CLKOUT输出有效62无效10FD1FD0用于控制CLKOUT的频率输出管脚fCLKOUT,参见表22表22CLKOUT频率选择表FD1FD0fCLKOUTFD1FD0fCLKOUT0032.768kHz1032Hz011024Hz111Hz(7)倒计数定时器寄存器定时器寄存器是一个位字节的倒计数定时器它由定时器控制器中位TE决定有效或无效定时器的时钟也可以由定时器控制器选择其它定时器功能如中断产生由控制状态寄存器控制为了能精确读回倒计数的数值I2C总线时钟SCL的频率应至少为所选定定时器时钟频率的两倍广州周立功单片机发展有限公司Tel(020)3873097638730977Fax[phone]http://