PCF8563芯片时序程序.docx
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PCF8563芯片时序程序
PCF8563芯片时序程序
实时时钟,日历芯片PCF8563的驱动方
实时时钟,日历芯片PCF8563的驱动方法
PCF8563是低功耗的CMOS实时时钟,日历芯片，它提供一个可编程时钟输出，一个中断输出和掉电检测器，所有的地址和数据通过I2C总线接口串行传递。
最大总线速度为400Kbits/s，每次读写数据后，内嵌的字地址寄存器会自动产生增量。
它在实际的开发中有着广泛的应用，如移动电话、便携仪器、传真机、电池电源产品等。
其特性如下:
1、低工作电流:
典型值为0.25μA（VDD=3.0V，Tamb=25?
时）。
2、世纪标志
3、大工作电压范围:
1.0,5.5
4、低休眠电流;典型值为0.25μA（VDD=3.0V,Tamb=25?
）
5、400KHz的I2C总线接口（VDD=1.8,5.5V时）。
6、可编程时钟输出频率为:
32.768KHz，1024Hz，32Hz，1Hz。
7、报警和定时器。
8、掉电检测器。
9、内部集成的振荡器电容。
10、片内电源复位功能。
11、I2C总线从地址:
读，0A3H;写，0A2H。
12、开漏中断引脚。
PCF8563的引脚配置图:
引脚功能详述如下:
名称引脚编号功能描述
OSCI1振荡器输入
OSCO2振荡器输出
/INT3中断输出（开漏;低电平有效）
VSS4地
SDA5串行数据I/O
SCL6串行时钟输入
CLKOUT7时钟输出（开漏）
VDD8正电源
PCF8563的功能框图:
功能描述:
PCF8563有16个,位寄存器:
一个可自动增量的地址寄存器，一个内置32.768KHz的振荡器（带有一个内部集成的电容），一个分频器（用于给实时时钟RTC提供源时钟），一个可编程时钟输出，一个定时器，一个报警器，一个掉电检测器和一个400KHzI2C总线接口。
所有16个寄存器设计成可寻址的8位并行寄存器，但不是所有位都有用。
前两个寄存器（内存地址00H，01H）用于控制寄存器和状态寄存器，内存地址02H,08H用于时钟计数器（秒~年计数器），地址09H,0CH用于报警寄存器（定义报警条件），地址0DH控制CLKOUT管脚的输出频率，地址0EH和0FH分别用于定时器控制寄存器和定时器寄存器。
秒、分钟、小时、日、月、年、分钟报警、小时报警、日报警寄存器，编码格式为BCD，星期和星期报警寄存器不以BCD格式编码。
当一个RTC寄存器被读时，所有计数器的内容被锁存，因此，在传送条件下，可以禁止对时钟,日历芯片的错读。
1）报警功能模式
一个或多个报警寄存器MSB（AE=AlarmEnable报警使能位）清0时，相应的报警条件有效，这样，一个报警将在每分钟至每星期范围内产生一次。
设置报警标志位AF（控制,状态寄存器2的位3）用于产生中断，AF只可以用软件清除。
2）定时器
8位的倒计数器（地址0FH）由定时器控制寄存器（地址0EH）控制，定时器控制寄存器用于设定定时器的频率（4096，64，1，或1/60Hz），以及设定定时器有效或无效。
定时器从软件设置的8位二进制数倒计数，每次倒计数结束，定时器设置标志位TF，定时器标志位TF只可以用软件清除，TF用于产生一个中断（/INT），每个倒计数周期产生一个脉冲作为中断信号。
TI/TP控制中断产生的条件。
当读定时器时，返回当前倒计数的数值。
3）CLKOUT输出
管脚CLKOUT可以输出可编程的方波。
CLKOUT频率寄存器（地址0DH）决定方波的频率，CLKOUT可以输出32.768KHz（缺省值），1024，32，1Hz的方波。
CLKOUT为开漏输出管脚，通电时有效，无效时为高阻抗。
4）复位
PCF8563包含一个片内复位电路，当振荡器停止工作时，复位电路开始工作。
在复位状态下，I2C总线初始化，寄存器TF、VL、TD1、TD0、TESTC、AE被置逻辑,，其它的寄存器和地址指针被清,。
5）掉电检测器和时钟监控
PCF8563内嵌掉电检测器，当VDD低于Vlow时,位VL（VoltageLow,秒寄存器的位7）被置,，用于指明可能产生不准确的时钟,日历信息，VL标志位只可以用软件清除（当VDD慢速降低（例如以电池供电）达到Vlow时，标志位VL被设置,这时可能会产生中断。
6）寄存器结构
寄存器概况如下:
D7D6D5D4D3D2D1D0地址寄存器名称
00HTEST0STOP0TESTC000控制,状态寄存器1
01H000TI/TPAFTFAIETIE控制,状态寄存器2
0DHFE-----FD1FD0CLKOUT频率寄存器
0EHTE-----TD1FD1定时器控制寄存器
0FH定时器倒计数数值寄存定时器倒计数数值
器
BCD格式寄存器概况如下:
D7D6D5D4D3D2D1D0地址寄存器名称
02HVL秒00~59BCD码格式数
03H分钟,00~59BCD码格式数
04H小时,,00~59BCD码格式数
05H日,,01~31BCD码格式数
06H0~6星期,,,,,
07HC月,世纪,,01~12BCD码格式数
08H年00~99BCD码格式数
09HAE分钟报警00~59BCD码格式数
0AHAE小时报警,00~23BCD码格式数
0BHAE日报警,01~31BCD码格式数
0CHAE0~6星期报警,,,,
1.控制,状态寄存器1
控制,状态寄存器1位描述（地址00H）
位符号描述
7TEST1TEST1=0普通模式
TEST1=1EXT_CLK测试模式
5STOPSTOP=0芯片时钟运行
STOP=1所有芯片分频器异步置逻辑0
芯片时钟停止运行
（CLKOUT在32768Hz时可用）3TESTCTESTC=0电源复位功能失效
（普通模式时置逻辑0）
TESTC=1电源复位功能有效
6,4,2,1,00缺省值置逻辑0
2.控制,状态寄存器2
控制,状态寄存器2位描述（地址01H）
位符号描述
7,6,50缺省值置逻辑0
4TI/TFTI/TP=0:
当TF有效时INT有效（取决于TIE的状态）
TI/TP=1:
INT脉冲有效（取决于TIE的状态）
注意:
若AF和AIE都有效时，则INT一直有效3AF当报警发生时，AF被置逻辑1;在定时器倒计数结束时，
TF被置逻辑1，它们在被软件重写前一直保持原有值，2TF
若定时器和报警中断都请求时，中断源由AF和TF决定，
若要使清除一个标志位而防止另一标志位被重写，应运
用逻辑指令AND。
1AIE标志位AIE和TIE决定一个中断的请求有效或无效，当
AF或TF中一个为“1”时中断是AIE和TIE都置“1”0TIE
时的逻辑或。
AE=0:
报警中断无效;AIE=1:
报警中断有效
TIE=0:
定时器中断无效;TIE=1:
定时器中断有效
/INT操作（位TI/TP=1）
源时钟/INT周期
（Hz）n=1n>1
40961/81921/4096
641/1281/6411/641/641/601/641/64
注1.TF与/INT同时有效
注2.n为倒计数定时器的数值，当n=0时定时器停止工作。
AF与TF值描述
R/W位:
AF位:
TF
值描述值描述
00Read读报警标志无效定时器标志无效
11报警标志有效定时器标志有效
00Write写报警标志被清除定时器标志被清除
11报警标志保持不变定时器标志保持不变
3.秒、分钟与小时寄存器
秒,VL寄存器位描述（地址02H）
位符号描述
7VLVL=0:
保证准确的时钟,日历数据
VL=1:
不保证准确的时钟,日历数据
6,0<秒>代表BCD格式的当前秒数值，值为00,59
例如:
<秒>=1011001，代码59秒
分钟寄存器位描述（地址03H）
位符号描述
7,无效
6,0<分钟>代表BCD格式的当前分钟数值，
值为00,59
小时寄存器位描述（地址04H）
位符号描述
7,6,无效
5,0<小时>代表BCD格式的当前小时数值，
值为00,23
4.日、星期、月,世纪与年寄存器
日寄存器位描述（地址05H）
位符号描述
7,6,无效
5,0<日>代表BCD格式的当前日数值，值为01,31。
当年计数器的值是闰年时，PCF8563自动给
二月增加一个值，使其成为29天
星期寄存器位描述（地址06H）
位符号描述
7,6,无效
5,0<日>代表BCD格式的当前日数值，值为01,31。
当年计数器的值是闰年时，PCF8563自动给
二月增加一个值，使其成为29天
星期分配表
日（day）位2位1位0
000星期日
001星期一
010星期二
011星期三
100星期四
101星期五
110星期六
月,世纪寄存器位描述（地址07H）
位符号描述
7C世纪位:
C=0指定世纪数为20××，C=1指定
世纪数为19××，“××”为年寄存器中的值，参
见表18。
当年寄存器中的值由99变为00时，
世纪位会改变。
6,5,无用
4,0<月>代码BCD格式的当前月份，值为01,12
月分配表:
月份位4位3位2位1位0
00001一月
00010二月
00011三月
00100四月
00101五月
00110六月
00111七月
01000八月
01001九月
10000十月
10001十一月
10010十二月
年寄存器位描述（地址08H）
位符号描述
7,0<年>代表BCD格式的当前年数值，值为00,99。
5.报警寄存器
当一个或多个报警寄存器写入合法的分钟、小时、日或星期数值并且它们相应的AE（AlarmEnable）位为逻辑,，以及这些数值与当前的分钟、小时、日或星期数值相等，标志位AF（AlarmFlag）被设置，AF保存设置值直到被软件清除为止，AF被清除后，只有在时间增量与报警条件再次相匹配时才可再被设置。
报警寄存器在它们相应位AE置为逻辑,时将被忽略。
分钟报警寄存器位描述（地址09H）
位符号描述
7AEAE=0，分钟报警有效;
AE=1，分钟报警无效
6,0<分钟报警>代表BCD格式的分钟报警数值，
值为00,59
小时报警寄存器位描述（地址0AH）
位符号描述
7AEAE=0AE=0:
小时报警有效，AE=1:
报警无效
6,0<小时报警>代表BCD格式的小时报警数值，
值为00,23
日报警寄存器位描述（地址0BH）
位符号描述
7AEAE=0:
日报警有效。
AE=1:
日报警无效。
6,0<日报警>代表BCD格式的日报警数值，
值为00,31
星期报警寄存器位描述（地址0CH）
位符号描述
7AEAE=0;星期报警有效。
AE=1;无效
6,0<星期报警>代表BCD格式的星期报警数值，
值为0,6
6.CLKOUT频率寄存器
CLKOUT频率寄存器位描述（地址0DH）
位符号描述
7FEFE=0:
CLKOUT输出被禁止并设成高阻抗。
FE=1:
CLKOUT输出有效。
6,2,无效
1FD1用于控制CLKOUT的频率输出管脚0FD0（fCLKOUT）CLKOUT频率选择表
FD1FD0fCLKOUT
0032768Hz
011024Hz
1032Hz111Hz
7.倒计数定时器寄存器
定时器寄存器是一个8位字节的倒计数定时器，它由定时器控制器中位TE决定有效或无效，定时器的时钟也可以由定时器控制器选择，其它定时器功能，如中断产生，由控制,状态寄存器2控制。
为了能精确读回倒计数的数值，I2C总线时钟SCL的频率应至少为所选定定时器时钟频率的两倍。
定时器控制器寄存器位描述（地址OEH）
位符号描述
7TETE=0:
定时器无效。
TE=1:
定时器有效。
6,2,无用
1TD1定时器时钟频率选择位，决定倒计数定时器的
时钟频率，参见表26，不用时TD1和TD0应0TD0
设为“11”（1/60Hz），以降低电源损耗。
定时器时钟频率选择
TD1TD0定时器时钟频率（Hz）
004096
0164
101111/60
定时器倒计数数值寄存器位描述（地址OFH）
位符号描述
7,0<定时器倒计数数值>倒计数数值“n”，倒计数周期=n/
时钟频率
7）EXT_CLK测试模式
测试模式用于在线测试、建立测试模式和控制RTC的操作。
测试模式由控制,状态寄存器,的位TEST1设定，这时CLKOUT管脚成为输入管脚。
在测试模式状态下，通过CLKOUT管脚输入的频率信号代替片内的64Hz频率信号，每64个上升沿将产生,秒的时间增量。
注意:
进入EXT_CLK测试模式时时钟不与片内64Hz始终时钟同步，也确定不出预分频的状态。
1.操作举例
、进入EXT_CLK测试模式:
设置控制,状态寄存器,的位7（TEST=1）。
、设置控制,状态寄存器,的位5（STOP=1）。
、清除控制,状态寄存器,的位5（STOP=0）。
、设置时间寄存器（秒、分钟、小时、日、星期、月,世纪和年）为期望值。
、提供32个时钟脉冲给CLKOUT。
、读时间寄存器观察第一次变化。
、提供64个时钟脉冲给CLKOUT。
8）电源复位（POR）失败模式
POR的持续时间直接与振荡器的起动时间有关。
一种内嵌的长时间起动的电路可使POR失效，这样可使设备测试加速。
这种模式的设定要求I2C总线管脚SDA和SCL的信号波形如下图所示，图中所有的时间值为所需的最小值。
当进入失败模式时，芯片立即停止复位，操作通过I2C总线进入EXT_CLK测试模式。
设置位TESTC逻辑0可消除失败模式，再次进入失败模式只有在设置TESTC为逻辑,后进行。
在普通模式时设置TESTC为逻辑0没有意义，除非想阻止进入POR失败模式。
PCF8563的驱动程序如下:
/*------------------------------------PCF8563I2C总线从地址:
读:
0A3H;写:
0A2H;
寄存器
（地址00H，01H）用于控制寄存器和状态寄存器
（地址02H,08H）用于时钟计数器（秒~年计数器）
（地址09H,0CH）用于报警寄存器（定义报警条件）
（地址0DH）控制CLKOUT管脚的输出频率
（地址0EH和0FH）分别用于定时器控制寄存器和定时器寄存器。
秒、分钟、小时、日、月、年、分钟报警、小时报警、日报警寄存器，编码格式为BCD，星期和星期报警寄存器不以BCD格式编码。
5:
BCD格式寄存器概况
标明“,”的位无效
地址寄存器名称Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0
02h秒VL00,59BCD码格式数
03h分钟-00,59BCD码格式数
04h小时--00,59BCD码格式数
05h日--01,31BCD码格式数
06h星期-----0,6
07h月/世纪C--01,12BCD码格式数
08h年00,99BCD码格式数
09h分钟报警AE00,59BCD码格式数
0Ah小时报警AE-00,23BCD码格式数
0BH日报警AE-01,31BCD码格式数
0CH星期报警AE----0,6
------------------------------------*/
voidTime_putnum（unsignedchardatax）{
unsignedchartemp;
temp=datax;
Store[0]=（temp>>4）&0x0f;/*十位*/
Store[1]=temp&0x0f;/*个位*/
}
/********************************************
内部函数，I2C开始
********************************************/
voidStart（）
{
//EA=0;
SDA=1;
SCL=1;
delay
（2）;
SDA=0;
delay
（2）;
SCL=0;
}
/********************************************
内部函数，I2C结束
********************************************/
voidStop（）
{
SDA=0;
SCL=0;
delay
（2）;
SCL=1;
delay
（2）;
SDA=1;
delay
（2）;
//EA=1;
}
/**************************************************************************
内部函数，输出ACK,每个字节传输完成，输出ack=0,结束读书据，ack=1;***************************************************************************/
voidWriteACK（unsignedcharack）{
SDA=ack;
delay
（2）;
SCL=1;
delay
（2）;
SCL=0;
}
/********************************************
内部函数，等待ACK
********************************************/
voidWaitACK（）
{
unsignedcharerrtime=20;
SDA=1;
delay
（2）;/*读ACK*/
SCL=1;
delay
（2）;
while（SDA）
{
errtime--;
if（!
errtime）Stop（）;
}
SCL=0;
delay
（2）;
}
/********************************************
内部函数.输出数据字节
入口:
B=数据
********************************************/
voidwritebyte（unsignedcharwdata）{
unsignedchari;
for（i=0;i<8;i++）
{
if（wdata&0x80）SDA=1;
elseSDA=0;
wdata<<=1;
SCL=1;
delay
（2）;
SCL=0;
}
WaitACK（）;//I2C器件或通讯出错，将会退出I2C通讯
}
/********************************************
内部函数.输入数据
出口:
B
********************************************/
unsignedcharReadbyte（）
{
unsignedchari,bytedata;
SDA=1;
for（i=0;i<8;i++）
{
SCL=1;
bytedata<<=1;
bytedata|=SDA;
SCL=0;
delay
（2）;
}
return（bytedata）;
}
/********************************************
输出数据->pcf8563
********************************************/
voidwriteData（unsignedcharaddress,unsignedcharmdata）
{
Start（）;
writebyte（0xa2）;/*写命令*/
writebyte（address）;/*写地址*/
writebyte（mdata）;/*写数据*/
Stop（）;
}
/********************************************
输入数据<-pcf8563
********************************************/
unsignedcharReadData（unsignedcharaddress）/*单字节*/{
unsignedcharrdata;
Start（）;
writebyte（0xa2）;/*写命令*/
writebyte（address）;/*写地址*/
Start（）;
writebyte（0xa3）;/*读命令*/
rdata=Readbyte（）;
WriteACK
（1）;
Stop（）;
return（rdata）;
}
voidReadData1（unsignedcharaddress,unsignedcharcount,unsignedchar*buff）/*多字节*/
{
unsignedchari;
Start（）;
writebyte（0xa2）;/*写命令*/
writebyte（address）;/*写地址*/
Start（）;
writebyte（0xa3）;/*读命令*/
for（i=0;i{
buff[i]=Readbyte（）;
if（i
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