摘 要 实时时钟(RTC)作为系统同步或时间标志已被广泛应用于各种电子产品,利用DallasSemiconductor提供的多种类型的RTC芯片,用户在设计中可方便地针对具体应用来选择相应的芯片。文中讨论了一些与实时时钟晶振选择以及电路设计相关的问题。
实时时钟的基本功能是保持跟踪时间和日期等信息,但许多RTC还提供有多种附加功能,如:看门狗定时器、系统复位、非易失存储器(NVRAM)、序列号、方波输出、涓流充电等。因此,在进行电路设计时,选择RTC芯片出了需要考虑其时间和日期跟踪功能外,通常还需要针对具体应用来对RTC的功能、成本、尺寸等要求进行综合考虑。
从接口要求入手选择RTC可以大大缩小芯片的选择范围。RTC芯片提供有多种接口方式,其中并行接口可实现存储器的快速访问或有较大的存储容量,适合于那些对价格、尺寸要求不是很荷刻的系统,许多采用并行接口的实时时钟芯片还与晶振和电池封装在一起构成一个完整的时钟模块,从而简化了硬件设计。并行接口包括复用总线(数据与地址总线复用)和独立的地址、数据总线。一般用于时间保持的NVRAM都采用与SRAM相同的控制信号,并可以方便地与常用的微处理器容量。另外,有些Phantom实时时钟还将时钟数据隐含在备用电池支持的RAM内,以便利用64位软件协议来访问时钟数据。
一般情况下,串行接口时钟芯片都具有外形尺寸较孝成本低廉等优势,但这类芯片的通信速率一般较低,因而比较适合便携式产品。这类芯片通常包括1-Wire接口、2线、3线、4线或SPI接口,而许多处理器也包括2线或SPI接口,当然,也有些处理器(如8051及其派生产品)则支持复用的地址和数据总线。
在电路设计中使用的时钟格式主要有三种:BCD码、二进制码、未格式化的二进制计数值。其中BCD码比较通用,因为它的时间和日期可以直接显示,且不需要进行数据转换,每8位寄存器表示一个二位数,对于某些特殊的时间和日期,由于不占用全部8位数据,因此,不用位可以充当一些特殊功能(如用作读/写位),也可以在硬件读取时时终保持固定状态(1或0)。二进制码格式与BCD码一样具有独立的秒、分钟、小时、星期、日、月、年寄存器,在一些提供BCD码格式的RTC中,常常也提供可选择的二进制码格式。时间和日期寄存器每秒钟更新一次,日期循环与月、年有关。星期寄存器与其它寄存器的变化关系不大,在子夜更新数据,数据从7至1循环变化,程序中可以用1表示任何一个特定的星期数,只要在整个程序中指定数值保持一致即可。在12小时制与24小时制或BCD码与二进制码之间进行转换时,时间、日期、闹钟寄存器需要重新进行初始化。二进制计数码用一个多字节(一般为32位)寄存器来存储时间信息,时间信息用一个秒计数值表示,并可通过软件将秒计数值转换为合理的时间和日期
目录
设计目的 ………………………………………1
设计要求 ………………………………………1
总体概要设计……………………………………1
分模块设计与分析………………………………3
电路的安装与调试………………………………7
总结………………………………………………8
元器件清单………………………………………9
参考文献和辅助工具……………………………9
数字钟设计工程附图…………………………10
八.参考文献
《数字电子技术基础》 陈传虞 主编 高等教育出版``
《电子线路实验教程》 黄永定主编 机械工业出版
《数字电子电路[M]》.第1版. 唐竞新主编 清华大学出版社
《大学物理实验》 郑庚兴等编 上海科学技术文献出版社