DS12887时钟芯片及其在LED中的应用

-44-《国外电子元器件》1998年第2期1998年2月●实用电路介绍用DS12887组成的微处理器看门狗电路后勤工程学院郭凌王丰图1DS12887硬件电路构成图1.概述DS12887是美国达拉斯半导体公司生产的实时时钟芯片,它作为微处理器的实时时钟被广泛使用。

IN T EL 8031、89C51系列单片机没有自身的看门狗电路。

使用DS12887作为它们的时钟芯片时可与单片机构成看门狗电路,能降低系统的成本。

原理在于利用DS12887的方波输出口(SQ W ,23脚),输出定时方波,该方波的频率最小可设定为2Hz ,可作为数字计数器的时钟输入,看门狗周期设定为 1.5s ,如果在DS12887产生2个方波之前不对计数器进行复位,则数字计数器输出一高电平作为单片机的复位信号,这样即可达到微处理器的看门狗功能。

2.硬件硬件电路构成如图1所示。

单片机8031与DS12887的微处理机接口这里不再重述。

DS12887的SQ W 脚为方波输出脚,它给计数器4017提供定时时钟脉冲,单片机的P10口与4017复位脚RST 相接(高电平有效),一旦P10口输出高电平脉冲,则4017被复位,Q 0端为1,Q 1～Q 9均输出低电平,4017重新开始计数。

4017的Q 3端输出的信号经二极管D1后到达单片机8031的复位端R ES 。

由于是Q 3输出复位信号,则4017的CL K 只需3个脉冲,Q 3即输出高电平信号,可预设DS12887的输出方波周期为0.5s ,那么,该电路的看门狗周期为1.5秒。

如果在1.5秒内,P10端不能输出高脉冲复位4017,则整个电路将被复位一次。

SQ W 端一旦开始允许方波输出,不管单片机是否死机都可输出定时方波,这样,通过DS12887的SQ W 端,外加一片廉价的4017就可以构成单片机的看门狗电路。

3.软件利用DS12887的更新中断来完成对4017的定时复位。

DS12887的更新中断为每秒钟发生一次,当出现更新中断时,IRQ 端输出低电平,单片机8031中断响应,P10口输出一次高脉冲信号复位4017计数器,计数器重新开始计数。

DS12887时钟芯片的应用：RTC时钟在很多系统中广泛的被应用，因为人们对于实时时钟要求越来越大，而很多数据的记录需要提供数据对应的时间等信息。

时钟芯片能在即使没有系统电源的情况下保持时间的走动。

从而在任何时候给系统提供了准确的时间，满足各种不同的对时间的要求。

时钟芯片的接口有串行和并行之分，不同的芯片要根据具体情况设计。

DS12887的说明：DS12887是一款比较高档并常用的时钟芯片，芯片内部自配有可充电电池，在无外部电源时也可保证十年的正常运行。

芯片内部还提供了约100个字节的RAM空间，其存储的数据也可以长期保持不变。

DS12887提供了多种时钟的特殊功能，如定时中断等等。

学习板的原理以及DS12887的操作：为了给大家提供一个了解时钟芯片的条件，在学习板提供了在各种系统应用很广泛的时钟芯片DS12887。

DS12887跟MC146818B管腿是兼容的，被广泛的应用在处主要讲述原理图上的相关操作。

DS12887芯片能工作在两种总线时序，一是MOTOROLA模式，一是INTEL模式。

这个模式的选择是由管腿MOT来控制的，当MOT为高时表示使用MOTOROLA总线时序；当MOT为低时表示使用INTEL 总线时序。

学习板上使用的是INTEL模式，因为MOT管脚接地了。

因为选择了INTEL模式，所以DS管脚对应的就是RD信号。

DS12887的片选信号是由138译码器产生的CS_12887。

从74HC138的原理图可以看出，这个片选信号对应的地址是0xD000H（只要保证高四位是1101），因此无论向DS12887读操作还是写操作，都必须对在地址上加上AD0~AD7的偏移地址来进行操作。

/IRQ端输出定时中断信号INT_12887通过跳线J3连接的CPU的INT1中断信号端，从而给系统提供了定时功能。

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DS12887是美国达拉斯半导体公司最新推出的时钟芯片，采用CMOS技术制成，把时钟芯片所需的晶振和外部锂电池相关电路集于芯片内部，同时它与目前 IBM AT计算机常用的时钟芯片MC146818B和DS1287管脚兼容，可直接替换。

采用DS12887芯片设计的时钟电路勿需任何外围电路并具有良好的微机接口。

DS12887芯片具有微轼耗、外围接口简单、精度高、工作稳定可靠等优点，可广泛用于各种需要较高精度的实时时钟场合中。

其主要功能如下：(1)内含一个锂电池，断电情况运行十年以上不丢失数据。

(2)计秒、分、时、天、星期、日、月、年，并有闰年补偿功能。

(3)二进制数码或BCD码表示时间、日历和定闹。

(4)12小时或24小时制，12小时时钟模式带有PWM和AM指导，有夏令时功能。

(5）MOTOROLA5和INATAEL总线时序选择。

(6)有128个RAM单元与软件音响器，其中14个作为字节时钟和控制寄存器，114字节为通用RAM，所有ARAM单元数据都具有掉电保护功能。

(7)可编程方波信号输出。

(8)中断信号输出(IRQ)和总线兼容，定闹中断、周期性中断、时钟更新周期结束中断可分别由软件屏蔽，也可分别进行测试。

2. DS12887的原理及管脚说明DS12887内部原理如图1所示，由振荡电路、分频电路、周期中断/方波选择电路、14字节时钟和控制单元、114字节用户非易失RAM、十进制/二进制计加器、总线接口电路、电源开关写保护单元和内部锂电池等部分组成。

图2显示了DS12887管脚排列图。

下面分别说明管脚功能：GND，V CC：直流电源+5V电压。

当5V电压在正常范围内时，数据可读写；当V CC低于4.25V，读写被禁止，计时功能仍继续；当V CC下降到3V以下时，RAM和计时器被切换到内部锂电池。

MOT(模式选择)：MOT管脚接到V CC时，选择MOTOROLA时序，当接到GFND时，选择INTEL时序。

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实时时钟芯片ＤＳ１２８８７特点与应用
作者：周兴华
来源：《电子世界》2005年第07期
DS12887是DALLAS半导体公司新推出的实时时钟芯片，可直接取代DS1287，它功能丰富，应用广泛。

它在工业控制及智能仪器仪表中有广泛用途，一般PC机内的时钟信号就是由DS12887提供的。

结构框图与特点
DS12887的结构框图如图1所示。

DS12887的特点：（1）可作为个人计算机的时钟和日历；（2）与MCl46818B和DS1287的管脚兼容；（3）在没有外部电源的情况下可工作10年；（4）自带晶体振荡器及锂电池；（5）可计算到2100年前的秒、分、小时、星期、日、月、年七种日历信息并带闰年补偿；（6）有二进制码或BCD码代表日历和闹钟信息；（7）有12和24小时两种制式，12小时制时有AM和PM提示；（8）可选用夏令时模式；（9）可以应用于Motorola和Intel两种总线；（10）数据/地址总线复用；（11）内建128字节RAM；（12）14字节时钟控制寄存器；（13）114字节通用RAM；（14）可编程方波输出；（15）总线兼容中断（/IRQ）；（16）
三种可编程中断，时间性中断可产生每秒一次直到每天一次中断，周期性中断122~500ms，时钟更新结束中断。

在智能化仪器仪表中，往往需要走时准确的实时时钟为多通道数据采集、定时及实时控制提供精确的时间基准和同步信号。

目前，实现实时时钟的方法主要有软件时钟(由软件计时实现)、硬件时钟(由硬件时钟芯片实现)、GPS时钟(由全球卫星定位系统提供)等。

软件时钟具有硬件开销小、成本低、外围电路简单等优点。

但由于时钟是靠软件延时实现的，运行过程中不仅要占用大量的CPU时间，而且计时精度低、走时误差较大，在智能化仪器仪表中很少采用。

GPS (全球卫星定位系统)提供的实时时钟信号虽然具有相当高的精度，但由于GPS产品成本高，在普通智能化仪器仪表中很少采用。

本文介绍一种较新的实时时钟芯片DS12C887及其与AT89C51单片机的软硬件接口。

1 DS12C887的特点及引脚描述DS12C887是由美国达拉斯半导体公司推出的CMOS并行实时时钟芯片，它与目前微型计算机主机板中普遍采用的MC146818、DS12887时钟芯片引脚完全兼容，可以直接替换。

DS12C887将时钟电路、晶振及其外围电路、锂电池及其相关电路等嵌装成一体，并具有与微处理器的并行接口，可方便地用于对时钟精度要求较高的智能化仪器仪表中。

DS12C887的主要功能特点有：(1)内含锂电池。

当外电源电压降到3 V以下时，时钟自动将电源切换到由芯片内部锂电池供电，在外电源断电的收稿日期：2002—05～20作者简介：宋雨潭(1972一)，女，吉林长春人，工程师。

情况下，时钟可以连续运行10 a而不丢失数据。

(2)具有秒、分、时、日、月、年、世纪、星期计时及闰年自动校正功能。

(3)可根据用户需要选择24／12 h运行方式和夏令时运行方式。

(4)由硬件选择MOTOROLA和INTEL总线时序，便于和不同的微处理器相连接。

(5)内含128字节掉电保持RAM单元，其中10字节用于存储时钟日历和报警信息，4字节用于状态控制寄存器，其余I14字节供用户存储需要掉电保持的信息和数据。

Ds12887－－内嵌电池的时钟芯片中国器件选型网赵星寒①，DS12887简介时钟芯片DS12887是一个内嵌锂电池的并行通讯芯片，该器件提供完整的实时时钟/日历、定时闹钟，还包含三个可屏蔽中断(共用一个中断输出)以及可编程方波输出。

DS12887内部还提供114字节静态RAM，这些存储器是内部锂电池供电的，因此数据不会丢失。

DS12C887对于少于31天的月份，其日期能够在月末自动调整，带有闰年的月份可以自动补偿。

该器件可配置为24小时或12小时格式。

精确的温度补偿电路用于状态。

一旦检测到主电源失效，器件可自动切换到备用电源。

支持Intel 监视的VCC和Motorola模式。

主要特点是：∙RTC计算秒、分、时、星期、日、月、年信息，具有润年补偿，有效期至2099年；∙用二进制或BCD表示时间；∙具有AM、PM标示的12小时模式或24小时模式；∙可选择Intel或Motorola总线时序；∙内部包含128字节存储单元，其中114字节供用户自由使用；∙三路中断可分别通过软件屏蔽与检测；∙闹钟可设置为每秒一次至每星期一次；∙可编程的方波输出信号；∙自动电源失效检测和切换电路；DS12887是一片24引脚封装的芯片，因内含锂电池高度较一般芯片高得多。

图1是引脚逻辑图，所有引脚定义如下：MOT——引脚1，总线方式选择。

连接到电源时，选择Motorola总线方式；连接到地时，选择Intel总线方式。

因为51系列单片机是Intel产品，所以这个引脚应该连接到地。

NC——引脚2、引脚3、引脚16、引脚20、引脚21和引脚22不使用。

AD0～AD7——引脚4～引脚11，地址/数据复用总线，双向工作。

直接连接到单片机的P0口。

GND——引脚12，地线。

——引脚13，片选信号输入，低电平时芯片工作，高电平时芯片不工作。

AS——引脚14，地址锁存输入，如果引脚出现一个下降沿，总线上的信号将被作为地址信号而锁存。

在对芯片进行读或写操作时，必须先输入地址。

#include <reg52.h>//52单片机头文件#define uint unsigned int//宏定义#define uchar unsigned char//宏定义uchar shiw,wan,qian,bai,shi,ge,s1num;//设置几个关于显示的变量unsigned char code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0};//段选代码uchar shige,fen,miao;//时间变量时, 分, 秒bit flag;//标志位//DS12CR887的四个位声明sbit dscs=P1^0;//片选信号sbit dsas=P1^1;//地址选通输入sbit dsrw=P1^2;//读/写输入sbit dsds=P1^3;//数据选通或读输入sbit s1=P3^4;//功能键sbit s2=P3^5;//加sbit s3=P3^6;//减sbit dula=P1^4;sbit wela=P1^5;/*函数1，延时函数*/void delay(uint z)//延时子函数1MS{uint x,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=114;y>0;y--);}//函数2从DS12DS12RC887中读取数据uchar read_ds(uchar add)//数据读取{uchar date;dsas=1;dsds=1;dsrw=1;dscs=0;P0=add;dsas=0;dsds=0;P0=0xff;//读取P0口先给P0口全赋个一date=P0;dsds=1;dsas=1;dscs=1;return date;}//函数3写数据进DS12RC887，地址与数据void write_ds(uchar add,uchar date)//DS12CR887数据写入{dsas=1;dsds=1;dsrw=1;dscs=0;P0=add;dsas=0;dsrw=0;P0=date;dsrw=1;dsas=1;dscs=1;}//函数4数码管显示函数void display(uchar shiw,uchar wan,uchar qian,uchar bai,uchar shi,uchar ge)//6位显示子函数{dula=1; //开段选P2=table[shiw]; //送时的十位dula=0; //关段选P2=0xff; //消隐wela=1; //开位选P2=0xfe; //选通时的十位wela=0; //关位选P2=0xff; //消隐delay(2);dula=1; //开段选P2=table[wan]; //送时的个位dula=0; //关段选P2=0xff; //消隐wela=1; //开位选P2=0xfd; //选通时的个位wela=0; //关位选P2=0xff; //消隐delay(2);dula=1; //开段选P2=table[qian]; //送分的十位dula=0; //关段选P2=0xff; //消隐wela=1; //开位选P2=0xfb; //选通分的十位wela=0; //关位选P2=0xff; //消隐delay(2);dula=1; //开段选P2=table[bai]; //送分的个位dula=0; //关段选P2=0xff; //消隐wela=1; //开位选P2=0xf7; //选通分的个位wela=0; //关位选P2=0xff; //消隐delay(2);dula=1; //开段选P2=table[shi]; //送秒的十位dula=0; //关段选P2=0xff; //消隐wela=1; //开位选P2=0xef; //选通秒的十位wela=0; //关位选P2=0xff; //消隐delay(2);dula=1; //开段选P2=table[ge]; //送秒的个位dula=0; //关段选P2=0xff; //消隐wela=1; //开位选P2=0xdf; //选通秒的个位wela=0; //关位选P2=0xff; //消隐delay(2);}//函数5功能键函数，停止显示和进入时间的调节void gnj()//功能键子函数{if(s1==0)//功能键{delay(5);//消抖if(s1==0)//确认功能键按下{s1num++;//功能键按下次数加1flag=1; //flag=1将停止显示数据的刷新while(!s1);//松手检测if(s1num==1)//如果按下1次，秒不动作{}if(s1num==2)//如果按下2次，分不动作{}if(s1num==3)//如果按下3次，时不动作{}if(s1num==4)//如果按下4次，正常显示{s1num=0;//将s1num清零write_ds(4,shige);//写时数据write_ds(2,fen);//写分数据write_ds(0,miao);//写秒数据flag=0;//把调节好的数据保存进DS12RC887中，并且恢复显示}}}}//函数6，加键函数void jia()//加子函数{if(s2==0)//加键{delay(1);//消抖if(s2==0)//确定S2为0{while(!s2);//松手检测if(s1num==1)//在S1按下一次时{miao++;//秒加1if(miao==60)//秒加到60miao=0;//将秒清零display(shiw,wan,qian,bai,shi,ge);//调用数码管显示子函数}if(s1num==2)//在S1按下二次时{fen++;//分加1if(fen==60)//分加到60fen=0;//将分清零display(shiw,wan,qian,bai,shi,ge);//调用数码管显示子函数}if(s1num==3)//在S1按下三次时{shige++;//时加1if(shige==24)//时加到24shige=0;//时清零display(shiw,wan,qian,bai,shi,ge);//调用数码管显示子函数}}}}//函数7，减函数调节void jian()//减子函数{if(s3==0)//减键{delay(1);//消抖if(s3==0)//确定S3按下{while(!s3);//松手检测if(s1num==1)//在S1按下一次时{miao--;//秒减一if(miao==-1)//秒小于0miao=59;//秒重新赋值为59display(shiw,wan,qian,bai,shi,ge);//调用数码管显示子函数}if(s1num==2)//在S1按下二次时{fen--;//分减一if(fen==-1)//分小于0fen=59;//分重新赋值为59display(shiw,wan,qian,bai,shi,ge);//调用数码管显示子函数}if(s1num==3)//在S1按下三次时{shige--;//时减一if(shige==-1)//时小于0shige=23;//时重新赋值23display(shiw,wan,qian,bai,shi,ge);//调用数码管显示子函数}}}}//函数8，按键扫描函数void keyscan()//按键输入函数{gnj();//功能键子函数if(s1num!=0)///判断S1键是否按下{jia();//加子函数jian();//减子函数}}//函数9，调节时间时数码管闪烁函数void sansuo(){uchar num,num1;if(s1num==1)//如果按下1次，秒{for(num=25;num>0;num--){display(shiw,wan,qian,bai,11,11);jia();jian();//在闪烁同时检测按键，提高扫描率gnj();}for(num1=25;num1>0;num1--)//如果按下1次，秒{display(shiw,wan,qian,bai,shi,ge);jia();jian();//在闪烁同时检测按键，提高扫描率gnj();}}if(s1num==2)//如果按下1次，秒{for(num=25;num>0;num--){display(shiw,wan,11,11,shi,ge);jia();jian();//在闪烁同时检测按键，提高扫描率gnj();}for(num1=25;num1>0;num1--)//如果按下1次，秒{display(shiw,wan,qian,bai,shi,ge);jia();jian();//在闪烁同时检测按键，提高扫描率gnj();}}if(s1num==3)//如果按下1次，秒{for(num=25;num>0;num--){display(11,11,qian,bai,shi,ge);jia();jian();//在闪烁同时检测按键，提高扫描率gnj();}for(num1=25;num1>0;num1--)//如果按下1次，秒{display(shiw,wan,qian,bai,shi,ge);jia();jian();//在闪烁同时检测按键，提高扫描率gnj();}}}void main()//主函数{write_ds(0x0B,0x06);//二进制格式，24小时制write_ds(0x0A,0x20); //开启内部振荡wela=1; //开位选P1=0x00;wela=0; //关位选while(1)//大循环{keyscan();//键盘扫描if(flag==0)//在S1没有按下时，flag为0{shige=read_ds(4); //读取时fen=read_ds(2);//读取分miao=read_ds(0);//读取秒}sansuo();shiw=shige/10;//小时的十位wan=shige%10;//小时的个位qian=fen/10;//分钟的十位bai=fen%10;//分钟的个位shi=miao/10;//秒钟的十位ge=miao%10;//秒钟的个位display(shiw,wan,qian,bai,shi,ge);//调用显示函数}}。

DS12887的原理和应用1.功能特点DS12887是美国达拉斯半导体公司最新推出的时钟芯片，采用CMOS技术制成，把时钟芯片所需的晶振和外部锂电池相关电路集于芯片内部，同时它与目前 IB M AT计算机常用的时钟芯片MC146818B和DS1287管脚兼容，可直接替换。

采用DS12887芯片设计的时钟电路勿需任何外围电路并具有良好的微机接口。

DS1288 7芯片具有微轼耗、外围接口简单、精度高、工作稳定可靠等优点，可广泛用于各种需要较高精度的实时时钟场合中。

其主要功能如下：(1)内含一个锂电池，断电情况运行十年以上不丢失数据。

(2)计秒、分、时、天、星期、日、月、年，并有闰年补偿功能。

(3)二进制数码或BCD码表示时间、日历和定闹。

(4)12小时或24小时制，12小时时钟模式带有PWM和AM指导，有夏令时功能。

(5）MOTOROLA5和INATAEL总线时序选择。

(6)有128个RAM单元与软件音响器，其中14个作为字节时钟和控制寄存器，114字节为通用RAM，所有ARAM单元数据都具有掉电保护功能。

(7)可编程方波信号输出。

(中断信号输出(IRQ)和总线兼容，定闹中断、周期性中断、时钟更新周期结束中断可分别由软件屏蔽，也可分别进行测试。

2. DS12887的原理及管脚说明DS12887内部原理如图1所示，由振荡电路、分频电路、周期中断/方波选择电路、14字节时钟和控制单元、114字节用户非易失RAM、十进制/二进制计加器、总线接口电路、电源开关写保护单元和内部锂电池等部分组成。

GND，VCC：直流电源+5V电压。

当5V电压在正常范围内时，数据可读写；当V CC 低于4.25V，读写被禁止，计时功能仍继续；当VCC下降到3V以下时，RAM和计时器被切换到内部锂电池。

MOT(模式选择)：MOT管脚接到VCC时，选择MOTOROLA时序，当接到GND时，选择INTEL时序。

SQW(方波信号同)：SQW管脚能从实时时钟内部15级分频器的13个抽头中选择一个作为输出信号，其输出频率可通过对寄存器A编程改变。