電路組成及工作原理

1、電路組成及工作原理X1226具有時鐘和日歷的功能，時鐘依賴時、分、秒寄存器來跟蹤，日歷依賴日期、星期、月和年寄存器來跟蹤，日歷可正確顯示至2099年，并具有自動閏年修正功能。擁有強大的雙報警功能，能夠被設置到任何時鐘/日歷值上，精確度可到1秒。可用軟件設置1Hz、4096Hz或32768Hz中任意一個頻率輸出。X1226提供一個備份電源輸入腳VBACK，允許器件用電池或大容量電容進行備份供電。采用電容供電時，用一個硅或肖特基二極管連接到Vcc和充電電容的兩端，充電電容連接到Vback管腳，注意不能使用二極管對電池充電(特別是鋰離子電池)。切換到電池供電的條件是Vcc=Vback-0.1V，正常

2、操作期間，供電電壓Vcc必須高于電池電壓，否則電池電量將逐步耗盡。振蕩器采用外接32.768kH的晶體，產生的振蕩誤差可通過軟件對數(shù)字微調寄存器、模擬微調寄存器的數(shù)值進行調節(jié)加以修正，避免了外接電阻和電容的離散性對精度的影響。4Kb的EEPROM可用于存儲戶數(shù)據(jù)。 電路組成及工作原理 X1226可與各種類型的的微控制器或微處理器接口，接口方式為串行的I2C接口。其中數(shù)據(jù)總線SDA是一個雙向引腳，用于輸入或輸出數(shù)據(jù)。其漏極開路輸出在使用過程中需要添加4.710k的上拉電阻。本文介紹89C51單片機與X1226的接口方法，由于89C51單片機沒有標準的I2C接口，只能用軟件進行模擬。圖1 為了更直

3、觀地看到時間的變化，采用8位LED數(shù)碼管顯示年、月、日或時、分、秒，用PS7219A驅動LED數(shù)碼管，數(shù)碼管選擇0.5英寸共陰極紅色或綠色LED數(shù)碼管。由于PS7219A器件內含IMP810單片機監(jiān)控器件，復位輸出高電平有效，因此在使用51系統(tǒng)時，無須添加監(jiān)控器件，使用PS7219A的復位輸出給51單片機復位即可，監(jiān)控電壓為4.63V。硬件設計原理圖如圖1所示。在硬件通電調試過程中，不能用手去觸摸X1226的晶體振蕩器，否則可能會導致振蕩器停振，恢復振蕩器起振的方法是關閉電源(包括備份電源)后重新上電。另外需要說明的是，測量振蕩器時，不要用示波器的探頭去測量X2的振蕩輸出，應該用探頭測量PHZ

4、/IRQ的振蕩輸出，以確定是否起振和振蕩頻率是否準確，測量時建議在該腳加一個5.1k的上拉電阻。 軟件設計X1226內含實時時鐘寄存器(RTC)、狀態(tài)寄存器(SR)、控制寄存器(CONTROL)、報警寄存器(Alarm0、Alarm1)和客戶存儲數(shù)據(jù)的存儲器。由于實時時鐘寄存器和狀態(tài)寄存器需要進行頻繁的寫操作，因此其存儲結構為易失性SRAM結構。其他寄存器均為EEPROM結構，寫操作次數(shù)通常在10萬次以上。X1226初始化程序框圖如圖2所示，子程序YS4的作用是延時4s。圖2 寫操作X1226初始化之后，單片機對X1226進行開始條件的設置，在寫CCR或EEPROM之前，主機必須先向狀態(tài)寄存器

5、寫02H，確認應答信號，確認后寫入06H，再確認應答信號。確認后啟動了寫操作，首先發(fā)送高位地 址，然后發(fā)送低位地址。X1226每收到一個地址字節(jié)后，均會產生一個應答信號。在兩個地址字節(jié)都收到之后，X1226等待8位數(shù)據(jù)。在收到8位數(shù)據(jù)之后，X1226再產生一個應答，然后單片機產生一個停止條件來終止傳送。X1226具有連續(xù)寫入的功能，每收到1字節(jié)后，響應一個應答，其內部將地址加一。當計數(shù)器達到該頁的末尾時，就自動返回到該頁的首地址。這意味著單片機可從某一頁的任何位置開始向存儲器陣列連續(xù)寫入64字節(jié)，或向CCR連續(xù)寫入8字節(jié)的數(shù)據(jù)。寫入X1226數(shù)據(jù)子程序: 讀操作在上電時，16位地址的默認值為0

6、000H。X1226初始化操作之后，單片機對X1226進行開始條件的設置，在寫CCR或EEPROM之前，主機必須先向狀態(tài)寄存器寫02H，確認應答信號，確認后寫入06H，再確認應答信號。確認后啟動了寫操作，首先發(fā)送高位地址，然后發(fā)送低位地址。X1226每收到一個地址字節(jié)后，均會產生一個應答信號。單片機發(fā)送另一個開始條件，將R/W位設置為1，接著接受8位數(shù)據(jù)。單片機終止讀操作時，無需等待X1226的應答信號，單片機即可設置停止條件。讀出X1226數(shù)據(jù)子程序: 振蕩器頻率在線補償調節(jié)X1226集成了振蕩器補償電路，用戶可通過軟件在線對振蕩器頻率進行微調，這種微調通常針對兩種情況。一種情況是在25常溫

7、下，對振蕩器因器件初始精度帶來的頻率偏差進行補償；第二種情況是對因溫度引起的頻率漂移進行補償。X1226內部設有數(shù)字微調寄存器(DTR)和模擬微調寄存器(ATR)，兩個寄存器均為非易失性寄存器。數(shù)字微調寄存器具有3位數(shù)字微調位，調節(jié)范圍為-30+3010-6。模擬微調寄存器具有6個模擬微調位，調節(jié)范圍為-37+11610-6。對于因外界環(huán)境溫度變化引起的溫漂補償，要依據(jù)晶體的溫度系數(shù)，在存儲器中建立補償參數(shù)表，不同廠家晶體的溫度系數(shù)是不一樣的，應根據(jù)產品數(shù)據(jù)手冊進行選擇。為了能夠對溫漂進行補償，要求系統(tǒng)中設置一個溫度傳感器，并盡量讓它靠近X1226，這樣可以真實地反映振蕩器的溫度，原理圖如圖3

8、所示。單片機首先通過系統(tǒng)溫度傳感器獲取環(huán)境溫度，并在補償參數(shù)表中獲取對應的補償值，然后將補償數(shù)據(jù)填寫到相應的微調寄存器中，就能實現(xiàn)溫漂補償?shù)哪康?。圖3由于X1226具有精密的振蕩器補償功能，因此非常適合于環(huán)境溫度變化較大的應用場合，同時也降低了對晶體性能參數(shù)的要求下面還為廣大讀者介紹一個程序：; AT89C2051時鐘程序 ; 定時器T0、T1溢出周期為50MS，T0為秒計數(shù)用， T1為調整時閃爍用，; P3.7為調整按鈕，P1口 為字符輸出口，采用共陽顯示管。; 中斷入口程序 ;ORG 0000H ;程序執(zhí)行開始地址LJMP START ;跳到標號START執(zhí)行ORG 0003H ;外中斷0

9、中斷程序入口RETI ;外中斷0中斷返回ORG 000BH ;定時器T0中斷程序入口LJMP INTT0 ;跳至INTTO執(zhí)行ORG 0013H ;外中斷1中斷程序入口RETI ;外中斷1中斷返回ORG 001BH ;定時器T1中斷程序入口LJMP INTT1 ;跳至INTT1執(zhí)行ORG 0023H ;串行中斷程序入口地址RETI ;串行中斷程序返回; 主 程 序 ;START: MOV R0,#70H ;清70H-7AH共11個內存單元MOV R7,#0BH ;CLEARDISP: MOV R0,#00H ;INC R0 ;DJNZ R7,CLEARDISP ;MOV 20H,#00H ;清

10、20H（標志用）MOV 7AH,#0AH ;放入熄滅符數(shù)據(jù)MOV TMOD,#11H ;設T0、T1為16位定時器MOV TL0,#0B0H ;50MS定時初值（T0計時用）MOV TH0,#3CH ;50MS定時初值MOV TL1,#0B0H ;50MS定時初值（T1閃爍定時用）MOV TH1,#3CH ;50MS定時初值SETB EA ;總中斷開放SETB ET0 ;允許T0中斷SETB TR0 ;開啟T0定時器MOV R4,#14H ;1秒定時用初值（50MS20）START1: LCALL DISPLAY ;調用顯示子程序JNB P3.7,SETMM1 ;P3.7口為0時轉時間調整程序

11、SJMP START1 ;P3.7口為1時跳回START1SETMM1: LJMP SETMM ;轉到時間調整程序SETMM; 1秒計時程序 ;T0中斷服務程序INTT0: PUSH ACC ;累加器入棧保護PUSH PSW ;狀態(tài)字入棧保護CLR ET0 ;關T0中斷允許CLR TR0 ;關閉定時器T0MOV A,#0B7H ;中斷響應時間同步修正ADD A,TL0 ;低8位初值修正MOV TL0,A ;重裝初值（低8位修正值）MOV A,#3CH ;高8位初值修正ADDC A,TH0 ;MOV TH0,A ;重裝初值（高8位修正值）SETB TR0 ;開啟定時器T0DJNZ R4, OUT

12、T0 ;20次中斷未到中斷退出ADDSS: MOV R4,#14H ;20次中斷到（1秒）重賦初值MOV R0,#71H ;指向秒計時單元（71H-72H）ACALL ADD1 ;調用加1程序（加1秒操作）MOV A,R3 ;秒數(shù)據(jù)放入A（R3為2位十進制數(shù)組合）CLR C ;清進位標志CJNE A,#60H,ADDMM ;ADDMM: JC OUTT0 ;小于60秒時中斷退出ACALL CLR0 ;大于或等于60秒時對秒計時單元清0MOV R0,#77H ;指向分計時單元（76H-77H）ACALL ADD1 ;分計時單元加1分鐘MOV A,R3 ;分數(shù)據(jù)放入ACLR C ;清進位標志CJN

13、E A,#60H,ADDHH ;ADDHH: JC OUTT0 ;小于60分時中斷退出ACALL CLR0 ;大于或等于60分時分計時單元清0MOV R0,#79H ;指向小時計時單元（78H-79H）ACALL ADD1 ;小時計時單元加1小時MOV A,R3 ;時數(shù)據(jù)放入ACLR C ;清進位標志CJNE A,#24H,HOUR ;HOUR: JC OUTT0 ;小于24小時中斷退出ACALL CLR0 ;大于或等于24小時小時計時單元清0OUTT0: MOV 72H,76H ;中斷退出時將分、時計時單元數(shù)據(jù)移MOV 73H,77H ;入對應顯示單元MOV 74H,78H ;MOV 75H

14、,79H ;POP PSW ;恢復狀態(tài)字（出棧）POP ACC ;恢復累加器SETB ET0 ;開放T0中斷RETI ;中斷返回; 閃動調時 程 序 ;T1中斷服務程序，用作時間調整時調整單元閃爍指示INTT1: PUSH ACC ;中斷現(xiàn)場保護PUSH PSW ;MOV TL1, #0B0H ;裝定時器T1定時初值MOV TH1, #3CH ;DJNZ R2,INTT1OUT ;0.3秒未到退出中斷（50MS中斷6次）MOV R2,#06H ;重裝0.3秒定時用初值CPL 02H ;0.3秒定時到對閃爍標志取反JB 02H,FLASH1 ;02H位為1時顯示單元熄滅MOV 72H,76H ;

15、02H位為0時正常顯示MOV 73H,77H ;MOV 74H,78H ;MOV 75H,79H ;INTT1OUT: POP PSW ;恢復現(xiàn)場POP ACC ;RETI ;中斷退出FLASH1: JB 01H,FLASH2 ;01H位為1時，轉小時熄滅控制MOV 72H,7AH ;01H位為0時，熄滅符數(shù)據(jù)放入分MOV 73H,7AH ;顯示單元（72H-73H），將不顯示分數(shù)據(jù)MOV 74H,78H ;MOV 75H,79H ;AJMP INTT1OUT ;轉中斷退出FLASH2: MOV 72H,76H ;01H位為1時，熄滅符數(shù)據(jù)放入小時MOV 73H,77H ;顯示單元（74H-7

16、5H），小時數(shù)據(jù)將不顯示MOV 74H,7AH ;MOV 75H,7AH ;AJMP INTT1OUT ;轉中斷退出; 加1子 程 序 ;ADD1: MOV A,R0 ;取當前計時單元數(shù)據(jù)到ADEC R0 ;指向前一地址SWAP A ;A中數(shù)據(jù)高四位與低四位交換ORL A,R0 ;前一地址中數(shù)據(jù)放入A中低四位ADD A,#01H ;A加1操作DA A ;十進制調整MOV R3,A ;移入R3寄存器ANL A,#0FH ;高四位變0MOV R0,A ;放回前一地址單元MOV A,R3 ;取回R3中暫存數(shù)據(jù)INC R0 ;指向當前地址單元SWAP A ;A中數(shù)據(jù)高四位與低四位交換ANL A,#0F

17、H ;高四位變0MOV R0,A ;數(shù)據(jù)放入當削地址單元中RET ;子程序返回; 清零程序 ;對計時單元復零用CLR0: CLR A ;清累加器MOV R0,A ;清當前地址單元DEC R0 ;指向前一地址MOV R0,A ;前一地址單元清0RET ;子程序返回; 時鐘調整程序 ;當調時按鍵按下時進入此程序SETMM: cLR ET0 ;關定時器T0中斷CLR TR0 ;關閉定時器T0LCALL DL1S ;調用1秒延時程序JB P3.7,CLOSEDIS ;鍵按下時間小于1秒，關閉顯示（省電）MOV R2,#06H ;進入調時狀態(tài)，賦閃爍定時初值SETB ET1 ;允許T1中斷SETB TR

18、1 ;開啟定時器T1SET2: JNB P3.7,SET1 ;P3.7口為0（鍵未釋放），等待SETB 00H ;鍵釋放，分調整閃爍標志置1SET4: JB P3.7,SET3 ;等待鍵按下LCALL DL05S ;有鍵按下，延時0.5秒JNB P3.7,SETHH ;按下時間大于0.5秒轉調小時狀態(tài)MOV R0,#77H ;按下時間小于0.5秒加1分鐘操作LCALL ADD1 ;調用加1子程序MOV A,R3 ;取調整單元數(shù)據(jù)CLR C ;清進位標志CJNE A,#60H,HHH ;調整單元數(shù)據(jù)與60比較HHH: JC SET4 ;調整單元數(shù)據(jù)小于60轉SET4循環(huán)LCALL CLR0 ;調

19、整單元數(shù)據(jù)大于或等于60時清0CLR C ;清進位標志AJMP SET4 ;跳轉到SET4循環(huán)CLOSEDIS:SETB ET0 ;省電（LED不顯示）狀態(tài)。開T0中斷SETB TR0 ;開啟T0定時器（開時鐘）CLOSE: JB P3.7,CLOSE ;無按鍵按下，等待。LCALL DISPLAY ;有鍵按下，調顯示子程序延時削抖JB P3.7,CLOSE ;是干擾返回CLOSE等待WAITH: JNB P3.7,WAITH ;等待鍵釋放LJMP START1 ;返回主程序（LED數(shù)據(jù)顯示亮）SETHH: CLR 00H ;分閃爍標志清除（進入調小時狀態(tài)）SETHH1: JNB P3.7,S

20、ET5 ;等待鍵釋放SETB 01H ;小時調整標志置1SET6: JB P3.7,SET7 ;等待按鍵按下LCALL DL05S ;有鍵按下延時0.5秒JNB P3.7,SETOUT ;按下時間大于0.5秒退出時間調整MOV R0,#79H ;按下時間小于0.5秒加1小時操作LCALL ADD1 ;調加1子程序MOV A,R3 ;CLR C ;CJNE A,#24H,HOUU ;計時單元數(shù)據(jù)與24比較HOUU: JC SET6 ;小于24轉SET6循環(huán)LCALL CLR0 ;大于或等于24時清0操作AJMP SET6 ;跳轉到SET6循環(huán)SETOUT: JNB P3.7,SETOUT1 ;調

21、時退出程序。等待鍵釋放LCALL DISPLAY ;延時削抖JNB P3.7,SETOUT ;是抖動，返回SETOUT再等待CLR 01H ;清調小時標志CLR 00H ;清調分標志CLR 02H ;清閃爍標志CLR TR1 ;關閉定時器T1CLR ET1 ;關定時器T1中斷SETB TR0 ;開啟定時器T0SETB ET0 ;開定時器T0中斷（計時開始）LJMP START1 ;跳回主程序SET1: LCALL DISPLAY ;鍵釋放等待時調用顯示程序（調分）AJMP SET2 ;防止鍵按下時無時鐘顯示SET3: LCALL DISPLAY ;等待調分按鍵時時鐘顯示用AJMP SET4SET5: LCALL DISPLAY ;鍵釋放等待時調用顯示程序（調小時）AJMP SETHH1 ;防止鍵按下時無時鐘顯示SET7: LCALL DISPLAY ;等待調小時按鍵時時鐘顯示用AJMP SET6SETOUT1: LCALL DISPLAY ;退出時鐘調整時鍵釋放等待AJMP SETOUT ;防止鍵按下時無時鐘顯示; 顯示程序 ; 顯示數(shù)據(jù)在70H-75H單元內，用六位LED共陽數(shù)碼管顯示，P1口輸出段碼數(shù)據(jù)，P3口作; 掃描控制，每個LED數(shù)碼管亮1MS時間再逐位循環(huán)。DISPLAY: MOV R1,#70H