原创 DS12C887时钟日历芯片

DS12C887时钟日历芯片，是由美国 DALLAS公司生产的新型时钟日历芯片，采用CMOS技术制成。芯片采用24引脚双列直插式封装，内部集成晶振、振荡电路、充电电路和可充电锂电池，组 成一个加厚的集成电路模块，在没有外部电源的情况下可工作10年。具有良好的微机接口、精度高、外围接口简单、工作稳定可靠等优点，可广泛使用于各种需要 较高精度的实时场合。

一、器件特性

·可计算到2100年前的秒、分、小时、星期、日期、月、年七种日历信息并带闰年补偿；
·自带晶体振荡器和锂电池。在没有外部电源的情况下可工作10年；
·对于一天内的时间记录，有12小时制和24小时制两种模式。在12小时制模式中，用AM和PM区分上午和下午；
·可选用夏令时模式
·时间表示方法有两种：一种用二进制数表示，一种用BCD码表示；
·DS12C887中带有128字节RAM，其中11字节用来存储时间信息，4字节RAM用来存储DS12C887的控制信息，称为控制寄存器，113字节RAM供用户使用；
·数据/地址总线复用
·用户可编程以实现多种方波输出
·可应用于MOTOROLA和INTEL两种种线。——我这里只阐述INTEL总线实现方法
·三种可编程中断：定闹中断、时钟更新结束中断、周期性中断

DS12C887各引脚的功能说明

GND、VCC：直流电源，其中VCC接+5V输入，GND接地。
当VCC输入为+5V时，用户可以访问DS12C887内RAM中的数据，并可对其进行读、写操作；
当VCC输入小于+4.25V时，禁止用户对内部RAM进行读、写操作，此时用户不能正确获取芯片内的时间信息；
当VCC输入小于+3V时，DS12C887会自动将电源切换到内部自带的锂电池上，以保证内部的电路能够正常工作。

MOT：模式选择引脚
DS12C887有两种工作模式，即Motorola模式和Intel模式。
当MOT接VCC时，选用的工作模式是Motorola模式；
当MOT接GND或不接时，选用的是Intel模式。本文主要讨论Intel模式。

SQW：方波输出引脚
当供电电压VCC大于4.25V时，SQW引脚可进行方波输出，此时用户可以通过对控制寄存器编程来得到13种方波信号的输出。

AD0～AD7：复用地址/数据总线
该总线采用时分复用技术，在总线周期的前半部分，出现在AD0～AD7上的是地址信息，可用以选通DS12C887内的RAM；总线周期的后半部分出现在AD0～AD7上的是数据信息。

AS：地址选通输入引脚
在进行读写操作时，AS的上升沿将AD0～AD7上出现的地址信息锁存到DS12C887上，而下一个下降沿清除AD0～AD7上的地址信息，不论是否有效，DS12C887都将执行该操作。

DS/RD：数据选择或读输入引脚
该引脚有两种工作模式：
Motorola工作模式中，每个总线周期的后一部分的DS为高电平，被称为数据选通。在读操作中，DS的上升沿使DS12C887将内部数据送往总线AD0～AD7上，以供外部读取。在写操作中，DS的下降沿将使总线 AD0～AD7上的数据锁存在DS12C887中；
Intel工作模式中，DS被称作RD。该引脚是读允许输入脚，即Read Enable。是读(RD)信号输入端。当他有效时表示DS12C887正往总线输出数据。RD信号线在存储器芯片上被称作OE信号线。

R/W：读/写输入端
该引脚也有2种工作模式：
Motorola工作模式中，该引脚的作用是区分进行的是读操作还是写操作，当R/W为高电平时为读操作，R/W为低电平时为写操作；
Intel工作模式中，此时该作为写允许输入，即Write Enable。是写(WR)信号输入端。

CS：片选输入，低电平有效。

IRQ：中断请求输入，低电平有效，该引脚有效对DS12C887内的时钟、日历和RAM中的内容没有任何影响，仅对内部的控制寄存器有影响，在典型的应用中，RESET可以直接接VCC，这样可以保证DS12C887在掉电时，其内部控制寄存器不受影响。

RESET：复位端
在典型的应用中，RESET直接接VCC

NC：空引脚

下面讲解一下DS12C887的控制和状态寄存器。

DS12C887有四个控制和状态寄存器：A、B、C、D

寄存器A

更新位UIP：用来标志芯片是否即将进行更新。
当UIP位为1时，表示芯片正处于更新周期或即将开始更新周期。此时不准读/写时标寄存器；
当它为0时，表示在至少244us后才开始更新周期（即在这244us内，芯片不会更新）。此时，时钟、日历和闹钟信息可以通过读写相应的字节获得和设置。
UIP位为只读位且不受复位信号(RESET)的影响。通过把寄存器B中的SET位设置为1，可以禁止更新并将UIP位清0。

大头爸爸：因此，在读/写前应该检测UIP位。比如在1602液晶上显示秒

while(从DS12C887读(0x0A)&0x80);//这句意思就是如果UIP位为1，则等待。为0则退出
秒值=从DS12C887读(0)//读秒数据
向1602写入秒值

DV0，DV1，DV2

这3位是用来开关晶体振荡器和复位分频器。
当[DV0 DV1 DV2]=[010]时，晶体振荡器开启并且保持时钟运行；
当[DV0 DV1 DV2]=[01X]时，晶体振荡器开启，但分频器保持复位状态。<---不太明白，如果设置01X时，有什么作用呢？

RS3，RS2，RS1，RS0

作用：
1、设置周期中断允许位（PIE）；
2、设置方波输出允许位（SQWE）；
3、两位同时设置为有效并且设置频率；
4、全部禁止。
下表列出了可通过RS寄存器选择的周期中断的频率和方波的频率。这四个可读写的位不受复位信号的影响。

寄存器B

SET：当该位为0时，芯片处于正常工作状态，每秒产生一个更新周期来更新时标寄存器；该位为1时，芯片停止工作，程序在此期间可初始化芯片的各个时标寄存器。
SET位可读写，并不会受到复位信号的影响。

PIE——周期中断
当PIE=0：禁止周期中断输出到IRQ；
当PIE=1：允许周期中断输出到IRQ。

AIE——闹钟中断
当AIE=0：禁止闹钟中断输出到IRQ；
当AIE=1：允许闹钟中断输出到IRQ。

UIE——更新结束中断
当UIE=0：禁止更新结束中断输出到IRQ；
当UIE=1：允许更新结束中断输出到IRQ。
此位在复位或设置SET为高时清0

SQWE——方波输出允许位
当SQWE=0：SQW脚保持低电平；
当SQWE=1：按寄存器A输出 速率选择位 所确定的频率方波。

DM——格式选择位
DM=0：BCD格式；
DM=1：二进制格式。
此位不受复位信号影响

24/12——小时模式设置位
为1—24小时制；为0—12小时制

DSE——夏令时允许标志
DSE=1，夏令制设置有效，夏时制结束可自动刷新恢复时间；DES=0，无效。
夏令时：在四月的第一个星期日的1：59：59AM，时钟调到3：00：00AM；在十用的最后一个星期日的1：59：59AM，时钟调到1：00：00AM。

寄存器C

该寄存器的特点是：程序访问该寄存器或复位后，该寄存器的内容将自动清0，从而使IRQF标志位变为高电平（大头爸爸：是低电平吧？不理解这句），否则，芯片将无法向CPU申请下一次中断。

2010-5-14 16：18 上次将本文章打印出来，昨晚在看一遍时，对上面红色部分重新理解内容如下：

IRQF为高电平时，引脚变为低电平引起中断申请。假设，我开放闹钟中断，寄存器B中的AIE需要置 1，当 当前时间与所设置的闹钟时间吻合时，寄存器C中的AF位被硬件置1（详见下面的：更新周期的基本功能），此时根据IRQF的逻辑表达 式：IRQF=PF·PIE+AF·AIE+UF·UIE可得知：IRQF的值为1，当IRQF位变为1时，引脚变为低电平引起中断申请（如果采用外部中断1，则初始化时使IT1=1，通过他的下降沿来引起中断）。

在中断申请中，要读一次寄存器C，目的就是使寄存器C中的内容自动清0。IRQF为0，则不再引起中断申请。目的就是使下一次闹钟时间与当前时间符合时，可以再次申请中断。

另一个理解：如果在中断服务程序中不读寄存器C，即，不使寄存器C中的各位清0的话，那么就会不断的申请中断。因为IRQF值为1。——我这个理解未做测试，以后将测试结果放上。

IRQF：中断申请标志位。该位的逻辑表达式为：IRQF=PF·PIE+AF·AIE+UF·UIE。当IRQF位变为1时，引脚变为低电平引起中断申请。

在有以下情况中的一种或几种发生时，中断请求标志位IRQF置高：

PF=PIE=1
AF=AIE=1
UF=UIE=1
IRQF=PF·PIE+AF·AIE+UF·UIE
IRQF一旦为高，IRQ引脚输出低。

PF：周期中断标志位。
AF：闹钟中断标志位。
UF：更新周期结束中断标志位。

寄存器C的低三位：未定义的保留位。不能写入，读出值始终为0。

寄存器D

寄存器D为只读寄存器。

当VRT=0时表示内置电池能量耗尽，此时RAM中的数据正确性无法保证。低6位无用，只读，读出值恒为0。

DS12C887的中断和更新周期

DS12C887处于正常工作状态时，每秒钟将产生一个更新周期。芯片片于更新周期的标志是寄存器A中的UIP位为1。在更新周期内，芯片内部时标寄存器的数据处于更新阶段。所以，在这个阶段微处理器不能读时标寄存器的内容，否则将得到不确定数据。

更新周期的基本功能主要是：

1、刷新各个时标寄存器中的内容，同时秒时标寄存器内容加1，并检查其他时标寄存器内容是否有溢出，如果有溢出则相应进位分、时、日、月、年。
2、检查3个——时、分、秒闹钟时标寄存器的内容是否与对应时标寄存器的内容相符。如果相符，则寄存器C中的AF位置1；如果闹钟时标寄存器的内容为C0H～FFH之间数据，则为不关心状态。

那什么是不关心状态？设置闹钟时标寄存器为不关心状态有什么作用呢？

DS12C887共有三个闹钟单元，分别为时、分、秒闹钟单元。在其中写入闹钟时间值并且在时钟中断允许的情况下，每天到该时刻就会产生中断申请信 号。但这种方式每天只提供一次中断信号。如果每小时都产生中断申请信号，或每分钟产生中断申请信号怎么办呢？这时就要用到“不关心码”，即：
在“时闹钟”单元写入C0H～FFH之间数据，可每小时产生一次中断；
在“时闹钟”单元和“分闹钟”单元写入C0H～FFH之间数据，可每分钟产生一次中断。
在“时闹钟”单元、“分闹钟”单元和“秒闹钟”单元都写入C0H～FFH之间数据，则每秒产生一次中断。
但 这种方式也只能在整点、整分或每秒产生一次中断。若控制系统要求的定时间隔不是整数时，应该通过软件来调整实现。比如每3分钟实现一次中断。大头爸爸：在 “时闹钟”单元写入C0H～FFH之间数据，在“分闹钟”单元写入3，在“秒闹钟”单元写入C0H～FFH之间数据即可。

下面在讲讲关于DS12C887的初始化

DS12C887采用连续工作制，一般无需每次都初始化，即使是系统复位时也是如此。一般是新产品买回来，第一次使用的时候初始化；或者你想要初始化的时候。那么如何初始化DS12C887呢？

1、首先应禁止芯片内部的更新周期操作。所以应先将DS12C887状态寄存器B中的SET位置1。
2、然后初始化00H到09H时标参数寄存器的值和状态寄存器A
3、再通过读状态寄存器C，清除寄存器C中的周期中断标志位PF、闹钟中断标志位AF、更新周期结束中断标志位UF。
4、《新编MCS-51单片机应用设计》一书，在第4步，还需通过读取寄存器D。（读寄存器D后，VRT位自动置1）——他所针对的是DS12887。关于这个内容，以后确定在补充。
5、将状态寄存器B中的SET位置0，芯片开始计时工作。

下面是关于DS12C887读/写时序

下面是关于DS12C887的操作函数

//向某地址写数据
void DS12C887_Write(uint8 _address,uint8 _data)
{
  DS12C887_CS=0;
  DS12C887_DS=1;
  DS12C887_WR=1;
  DS12C887_AS=1;
  P0=_address;
  DS12C887_AS=0;
  DS12C887_WR=0;
  P0=_data;
  DS12C887_WR=1;
  DS12C887_AS=1;
  DS12C887_CS=1;
}
//读某地址的数据
uint8 DS12C887_Read(uint8 _address)
{
  uint8 tmpData;
  DS12C887_CS=0;
  DS12C887_AS=1;
  DS12C887_DS=1;
  DS12C887_WR=1;
  P0=_address;
  DS12C887_AS=0;
  DS12C887_DS=0;
  P0=0xff;//单片机从I/O口读取数据之前先给I/O口赋个高。
  tmpData=P0;
  DS12C887_DS=1;
  DS12C887_AS=1;
  DS12C887_CS=1;
  return(tmpData);
}

附：下面是通过xbyte操作DS12C887的方法，可学习并吸收掌握。

其中DS12C887的基地址为7F00H，相应的程序采用C51语言编写（以Intel工作模式为例）。

由8031单片机和DS12C887构成的时间获取电路的初始化程序如下：

XBYTE[0x7F00+0x0B]=0x82;
XBYTE[0x7F00+0x0A]=0xA0;
XBYTE[0x7F00+0x0A]=0x20;
XBYTE[0x7F00+0x0B]=0x02;

/*所有的中断禁止，24小时制，BCD码模式*/

以下均获取时间程序：

unsigned char data t-century;
unsigned char data t-year;
unsigned char data t-month;
unsigned char data t-date;
unsigned char data t-week;
unsigned char data t-hour;
unsigned char data t-minute;
unsigned char data t-second;

if((XBYTE[7F00+0x0A]&0x80)!=0){
t-century=XBYTE[0x7F00+0x32];/*读取世纪*/
t-year=XBYTE[Ox7F00+0x09];/*读取年份*/
t-month=XBYTE[Ox7F00+0x08];/*读取月份*/
t-date=XBYTE[Ox7F00+0x07];/*读取日期*/
t-week=XBYTE[Ox7F00+0x06];/*读取星期几*/
t-hour=XBYTE[Ox7F00+0x04];/*读取小时*/
t-minute=XBYTE[DS12887+0x02];/*读取分钟*/
t-second=XBYTE[Ox7F00+0x00]；}/*读取秒*/

在网上获得的另一段代码：

需要的，仔细看看资料，一般包括以下几个方面
//硬件地址p2.7接12887的cs

#define p12887_sec   xbyte[0x7f00]
#define p12887_asec  xbyte[0x7f01]
#define p12887_min   xbyte[0x7f02]
#define p12887_amin  xbyte[0x7f03]
#define p12887_hour  xbyte[0x7f04]
#define p12887_ahour xbyte[0x7f05]
#define p12887_week  xbyte[0x7f06]
#define p12887_day   xbyte[0x7f07]
#define p12887_month xbyte[0x7f08]
#define p12887_year  xbyte[0x7f09]
#define p12887_cona  xbyte[0x7f0a]
#define p12887_conb  xbyte[0x7f0b]
#define p12887_irqf  xbyte[0x7f0c]
#define p12887_vf    xbyte[0x7f0d]

//初始化操作
void start12887(void)//启动时钟
{
  u_char i;
  i=p12887_vf;
  p12887_cona=0x70;// 挂起时钟
  p12887_conb=0x86;// noupdate,all int disable, bin,24,normal time
  p12887_conb=0x06;// update
  p12887_cona=0x20;// start
  i=p12887_irqf;
}

下面是从网络上找到的，某网友对xbyte用法的疑问及某网友回复，借鉴：

提问：

在一般的读写外部RAM的程序中，经常看到这样的句子：
    XBYTE[address]=data   写数据
    data=XBYTE[address]   读数据
但是我想问的是，为什么用了XBYTE后，就不用顾及其时序了呢？
就是说，读写数据的时候，WR和RD怎么都不用用程序去控制了呢？
参考了很多读写外部RAM的程序，都找不到其控制WR和RD控制线的语句
哪位大侠能帮忙解释一下这是为什么嘛？
最好还能说说XBYTE具体的用法.....

回答：

在ABSACC中你看一下就明白了
#define CBYTE ((unsigned char volatile code  *) 0)
#define DBYTE ((unsigned char volatile data  *) 0)
#define PBYTE ((unsigned char volatile pdata *) 0)
#define XBYTE ((unsigned char volatile xdata *) 0)

XBYTE [address]=data;
相当于
unsigned char  xdata *p；
p=address；
*p=data；
但是用XBYTE会节省一个指针变量的R