作者：林国清

    摘要：简要介绍了美国DALLAS公司的新型时钟日历芯片DS12C887的功能特性和内部控制寄存器参数，给出了DS12C887与8031单片机的电路连接图，同时给出了用C51编写的初始化程序和获取内部时间的程序。

    关键词：时钟 单片机 DS12C887

    1 器件特性

    DS12C887实时时钟芯片功能丰富，可以用来直接代替IBM PC上的时钟日历芯片DS12887，同时，它的管脚也和MC146818B、DS12887相兼容。

    由于DS12C887能够自动产生世纪、年、月、日、时、分、秒等时间信息，其内部又增加了世纪寄存器，从而利用硬件电路解决子“千年”问题； DS12C887中自带有锂电池，外部掉电时，其内部时间信息还能够保持10年之久；对于一天内的时间记录，有12小时制和24小时制两种模式。在12小时制模式中，用AM和PM区分上午和下午；时间的表示方法也有两种，一种用二进制数表示，一种是用BCD码表示；DS12C887中带有128字节 RAM，其中有11字节RAM用来存储时间信息，4字节RAM用来存储DS12C887的控制信息，称为控制寄存器，113字节通用RAM使用户使用；此外用户还可对DS12C887进行编程以实现多种方波输出，并可对其内部的三路中断通过软件进行屏蔽。

    2 引脚功能

    DS12C887的引脚排列如图1所示，各管脚的功能说明如下：

    GND、 VCC：直流电源，其中VCC接+5V输入，GND接地，当VCC输入为+5V时，用户可以访问DS12C887内RAM中的数据，并可对其进行读、写操作；当VCC的输入小于+4.25V时，禁止用户对内部RAM进行读、写操作，此时用户不能正确获取芯片内的时间信息；当VCC的输入小于+3V时， DS12C887会自动将电源发换到内部自带的锂电池上，以保证内部的电路能够正常工作。

    MOT：模式选择脚，DA12C887有两种工作模式，即Motorola模式和Intel模式，当MOT接VCC时，选用的工作模式是Motorola模式，当MOT接GND时，选用的是Intel模式。本文主要讨论Intel模式。

    SQW：方波输出脚，当供电电压VCC大于4.25V时，SQW脚可进行方波输出，此时用户可以通过对控制寄存器编程来得到13种方波信号的输出。

    AD0～AD7：复用地址数据总线，该总线采用时分复用技术，在总线周期的前半部分，出现在AD0～AD7上的是地址信息，可用以选通DS12C887内的RAM，总线周期的后半部分出现在AD0～AD7上的数据信息。

    AS：地址选通输入脚，在进行读写操作时，AS的上升沿将AD0～AD7上出现的地址信息锁存到DS12C887上，而下一个下降沿清除AD0～AD7上的地址信息，不论是否有效，DS12C887都将执行该操作。

    DS/RD：数据选择或读输入脚，该引脚有两种工作模式，当MOT接VCC时，选用Motorola工作模式，在这种工作模式中，每个总线周期的后一部分的DS为高电平，被称为数据选通。在读操作中，DS的上升沿使DS12C887将内部数据送往总线AD0～AD7上，以供外部读取。在写操作中，DS的下降沿将使总线 AD0～AD7上的数据锁存在DS12C887中；当MOT接GND时，选用Intel工作模式，在该模式中，该引脚是读允许输入脚，即Read Enable。

    R/W：读/写输入端，该管脚也有2种工作模式，当MOT接VCC时，R/W工作在Motorola模式。此时，该引脚的作用是区分进行的是读操作还是写操作，当R/W为高电平时为读操作，R/W为低电平时为写操作；当MOT接GND时，该脚工作在Intle模式，此时该作为写允许输入，即Write Enable。

    CS：片选输入，低电平有效。

    IRQ：中断请求输入，低电平有效，该脚有效对DS12C887内的时钟、日历和RAM中的内容没有任何影响，仅对内部的控制寄存器有影响，在典型的应用中，RESET可以直接接VCC，这样可以保证DS12C887在掉电时，其内部控制寄存器不受影响。

    在DS12C887内有11字节RAM用来存储时间信息，4字节用来存储控制信息，其具体垢地址及取值如表1所列。

    由表1可以看出：DS12C887内部有控制寄存器的A-B等4个控制寄存器，用户都可以在任何时候对其进行访问以对DS12C887进行控制操作。

     地 址

     功 能

     取值范围十进制数

     取值范围

     二进制

     BCD码

     0

     秒

     0～59

     00～3B

     00～59

     1

     秒闹铃

     0～59

     00～3B

     00～59

     2

     分

     059

     00～3B

     00～59

     3

     分闹铃

     0～59

     00～3B

     00～59

     4

     12小时模式

     0～12

     01～0C AM，

    81～8C PM

     01～12AM，

    81～92PM

     24小时模式

     0～23

     00～17

     00～23

     5

     时闹铃，12小时制

     1～12

     01～0C AM，

    81～8C PM

     01～12AM，

    81～92PM

     时闹铃，24小时制

     0～23

     00～17

     00～23

     6

     星期几（星期天=1）

     1～7

     01～07

     01～07

     7

     日

     1～31

     01～1F

     01～31

     8

     月

     1～12

     01～0C

     01～12

     9

     年

     0～99

     00～63

     00～99

     10

     控制寄存器A

     11

     控制寄存器B

     12

     控制寄存器C

     13

     控制寄存器D

     50

     世纪

     0～99

     NA

     19，20

    表1 DS12C887的存储功能

    3 应用

    在各种设备、家电、仪器、工业控制系统中，可以很容易地用DS12C887来组成时间获取单元，以实现各种时间的获取。图2是用8031单片机和 DS12C887构成的时间获取电路图，其中DS12C887的基地址为7F00H，相应的程序采用C51语言编写（以Intel工作模式为例）。

    由8031单片机和DS12C887构成的时间获取电路的初始化程序如下：

    XBYTE[0x7F00+0x0B]=0x82;

    XBYTE[0x7F00+0x0A]=0xA0;

    XBYTE[0x7F00+0x0A]=0x20;

    XBYTE[0x7F00+0x0B]=0x02;

    /*所有的中断禁止，24小时制，BCD码模式*/

    以下均获取时间程序：

    unsigned char data t-century;

    unsigned char data t-year;

    unsigned char data t-month;

    unsigned char data t-date;

    unsigned char data t-week;

    unsigned char data t-hour;

    unsigned char data t-minute;

    unsigned char data t-second;

    if((XBYTE[7F00+0x0A]&0x80)!=0){

    t-century=XBYTE[0x7F00+0x32];/*读取世纪*/

    t-year=XBYTE[Ox7F00+0x09];/*读取年份*/

    t-month=XBYTE[Ox7F00+0x08];/*读取月份*/

    t-date=XBYTE[Ox7F00+0x07];/*读取日期*/

    t-week=XBYTE[Ox7F00+0x06];/*读取星期几*/

    t-hour=XBYTE[Ox7F00+0x04];/*读取小时*/

    t-minute=XBYTE[DS12887+0x02];/*读取分钟*/

    t-second=XBYTE[Ox7F00+0x00]；}/*读取秒*/

    4 结束语

    Dallas公司的时钟日历芯片DS12C887功能丰富，使用简单，可能性高，是时间产生电路的良好选择。