單片機時鐘設計

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字微調寄存器、模擬微調寄存器的數值進行調節(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可用于存儲戶數據。

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。其中數據總線SDA是一個雙向引腳，用于輸入或輸出數據。其漏極開路輸出在使用過程中需要添加4.7～10kΩ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。

為了更直觀地看到時間的變化，采用8位LED數碼管顯示年、月、日或時、分、秒，用PS7219A驅動LED數碼管，數碼管選擇0.5英寸共陰極紅色或綠色LED數碼管。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/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5.1kΩ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)和客戶存儲數據的存儲器。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4μs。

啟動條件子程序

SETB SDA

LCALL YS4

SETB SCL

LCALL YS4

CLR SDA

LCALL YS4

CLR SCL

LCALL YS4

RET

停止條件子程序

CLR SDA

LCALL YS4

SETB SCL

LCALL YS4

SETB SDA

RET
● 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位數據。在收到8位數據之后，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)的數據。寫入X1226數據子程序:

MOV R5,#8

SEND1:MOV A,DATASE

RLC A

MOV DATASE,A

MOV SDA,C

SETB SCL

LCALL YS4

CLR SCL

LCALL YS4

DJNZ R5,SEND1

RET

● 讀操作

在上電時，16位地址的默認值為0000H。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位數據。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數據子程序:
MOV R5,#8

MOV DATARE,#0

SETB SDA

CLR C

READ1:SETB SCL

LCALL YS4

MOV C,SDA

CLR SCL

MOV A,DATARE

RLC A

MOV DATARE,A

LCALL YS4

DJNZ R5,READ1

RET

● 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。數字微調寄存器具有3位數字微調位，調節(jié)范圍為-30～+30×10-6。模擬微調寄存器具有6個模擬微調位，調節(jié)范圍為-37～+116×10-6。

對于因外界環(huán)境溫度變化引起的溫漂補償，要依據晶體的溫度系數，在存儲器中建立補償參數表，不同廠家晶體的溫度系數是不一樣的，應根據產品數據手冊進行選擇。

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，并在補償參數表中獲取對應的補償值，然后將補償數據填寫到相應的微調寄存器中，就能實現溫漂補償的目的。

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的要求

下面還為廣大讀者介紹一個程序：

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;; AT89C2051時鐘程序 ;;
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; 定時器T0、T1溢出周期為50MS，T0為秒計數用， 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。
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;; 中斷入口程序 ;;
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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
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;; 主 程 序 ;;
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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20H（標志用）
MOV 7AH,#0AH ;放入"熄滅符"數據
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（50MS×20）
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
SJMP START1 ;P3.7口為1時跳回START1
SETMM1: LJMP SETMM ;轉到時間調整程序SETMM
;
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;; 1秒計時程序 ;;
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;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T0
MOV 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T0
DJNZ R4, OUTT0 ;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 ;秒數據放入A（R3為2位十進制數組合）
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0
MOV 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 ;分數據放入A
CLR C ;清進位標志
CJNE 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0
MOV 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 ;時數據放入A
CLR 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0
OUTT0: MOV 72H,76H ;中斷退出時將分、時計時單元數據移
MOV 73H,77H ;入對應顯示單元
MOV 74H,78H ;
MOV 75H,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
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;; 閃動調時 程 序 ;;
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;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 ;02H位為0時正常顯示
MOV 73H,77H ;
MOV 74H,78H ;
MOV 75H,79H ;
INTT1OUT: