DSP虛擬I2C總線軟件包的設(shè)計(jì)及應(yīng)用實(shí)例

3 應(yīng)用實(shí)例

3.1 器件相關(guān)功能簡(jiǎn)介

X1203是帶時(shí)鐘/日歷電路和兩個(gè)鬧鐘(報(bào)警)的低功耗CMOS實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。提供了雙埠時(shí)鐘和報(bào)警寄存器，在讀寫操作期間也能精確工作。其工作電壓從2.5~6 V均可，工作電流小于1uA。時(shí)鐘使用低成本的32.768 kHz晶體輸入，以秒、分、時(shí)、日、星期、月和年為單位記錄時(shí)間，具有閏年自動(dòng)矯正功能，并對(duì)少于31天的月份自動(dòng)調(diào)整；可通過設(shè)置中斷標(biāo)志按指定時(shí)間激活中斷引腳，滿足大多數(shù)用戶對(duì)定時(shí)器編程的需要。該芯片引腳結(jié)構(gòu)如圖1所示(SOIC封裝)。

其中SCL為時(shí)鐘輸入端，數(shù)據(jù)隨該時(shí)鐘信號(hào)同步輸入器件或從器件輸出。此引腳上的輸入緩沖器始終激活。SDA端為雙向引腳，用于串行數(shù)據(jù)的輸入輸出；具有漏極開路，可與其它漏極開路或集電極開路輸出進(jìn)行線"或"；需上拉電阻，與SCL引腳配合，可實(shí)現(xiàn)400 kHz的2線I2C接口。VBack為備用電源輸入端，用于VCC出現(xiàn)故障時(shí)向器件供電。是中斷信號(hào)輸出端，可通過設(shè)置報(bào)警寄存器按指定時(shí)間在該端產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)；漏極開路，低電平有效。X1、X2分別為反相放大器的輸入、輸出端；可在X1端接入32.768 kHz的方波基準(zhǔn)，或在X1、X2端接入32.768 kHz的石英晶振，配置成片內(nèi)振蕩器，在初始上電后至少有一個(gè)字節(jié)寫入RTC寄存器時(shí)，時(shí)鐘才開始計(jì)數(shù)。

X1203中的時(shí)鐘/控制寄存器(CCR)分5部分：2個(gè)8字節(jié)報(bào)警寄存器(Alarm0、Alarm1)，1個(gè)1字節(jié)控制寄存器，1個(gè)8字節(jié)實(shí)時(shí)時(shí)鐘寄存器和1個(gè)1字節(jié)狀態(tài)寄存器。通過報(bào)警寄存器可設(shè)置報(bào)警發(fā)生的時(shí)間，控制寄存器可使能或禁止報(bào)警中斷信號(hào)的輸出，實(shí)時(shí)時(shí)鐘寄存器以BCD碼存儲(chǔ)了秒、分、時(shí)、日、星期、月和年，狀態(tài)寄存器中保存了用于報(bào)警狀態(tài)標(biāo)志位及讀寫使能狀態(tài)位。其中狀態(tài)寄存器設(shè)置決定著數(shù)據(jù)是否能成功地寫入。該寄存器如表1所列。

BAT標(biāo)識(shí)器件當(dāng)前用VBack還是用VCC工作。AL1、AL0標(biāo)識(shí)Alarm0、Alarm1是否實(shí)時(shí)時(shí)鐘匹配。RTCF表示實(shí)時(shí)時(shí)鐘是否失效，在總電源失效后該位置1。RWEL為寄存器寫使能鎖存，為0表示禁止，在任何寫時(shí)鐘/控制寄存器之前必須將該位置1。WEL為寫使能鎖存，低表示禁止，通過該位寫1、其它位寫0，可使該位置位；通過該位寫0、其它位寫0，可使該位清0。只有按規(guī)定順序設(shè)置RWEL和WEL，才能成功寫入CCR。

目前，很多DSP芯片尚不直接支持I2C的接口，F(xiàn)206也不例外，因而這里采用2根通用I/O口線模擬I2C接口。F206與X1203的接口采用如圖2所示的接口方案。

圖2中在X1、X2端接入32.768 kHz的石英晶振，將時(shí)鐘源配置為片內(nèi)振蕩器。在VCC和VBACK之間通過二極管和電阻相連，并與地間加入1個(gè)0.47 F的大電容。這樣，在電源出現(xiàn)故障或系統(tǒng)電源關(guān)閉時(shí)，仍可靠VBACK端的大電容供電維持時(shí)鐘芯片的正常工作。它與F206間接口采用3根口線，這里采用IO2模擬通信用的時(shí)鐘信號(hào)，IO3作為數(shù)據(jù)輸入、輸出口線。端可根據(jù)用戶需要而定，若需要時(shí)鐘芯片產(chǎn)生中斷，可將該端接到F206的中斷口線上。注意其中的SDA端和端為漏極開路，必須加上拉電阻，否則不能正常通信。

3.2 X1203的讀寫操作

這里僅給出F206對(duì)X1203進(jìn)行讀寫的基本流程，如圖3、圖4所示，分別為對(duì)時(shí)鐘芯片的讀、寫過程。其中進(jìn)行寄存器寫時(shí)，須注意SR寄存器中WEL和RWEL的設(shè)置是否正確，即首先設(shè)置WEL有效，而后將WEL、RWEL都置1，否則數(shù)據(jù)將不能正確寫入。在寫結(jié)束后，應(yīng)將WEL、RWEL置為無效，以免產(chǎn)生誤操作。

此外還須指出，在系統(tǒng)首次上電后(VBack和VCC都失效后)，至少有一字節(jié)寫入RTC寄存器時(shí)，系統(tǒng)才開始工作。在實(shí)際使用中，應(yīng)首先判斷SR中的RTCF位是否為1，若是，表明系統(tǒng)為首次使用或VBack和VCC都已失效，須對(duì)X1203至少進(jìn)行一次寫入操作，使其正常計(jì)數(shù)。