PCF8563TS/4,118

PCF8563 实时时钟/日历 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 1. 产品数据手册 简介 PCF8563 是一款低功耗的 CMOS1实时时钟/日历芯片，支持可编程时钟输出、中断输出 和低压检测。所有地址和数据通过双线双向 I2C 总线串联传输，最高速率：400 kbps。每 次读写数据字节后，寄存器地址自动累加。 2. 特性和优势 ◼ 基于 32.768kHz 的晶振，提供年、月、日、星期、时、分和秒计时 ◼ Century flag ◼ 时钟工作电压：1.0 - 5.5 V（室温） ◼ 低备用电流；典型值为 0.25 μA（VDD = 3.0 V，Tamb =25 °C） ◼ 400 kHz 双线 I2C 总线接口（VDD = 1.8 - 5.5 V） ◼ 可编程时钟输出(32.768 kHz、1.024 kHz、32 Hz 和 1Hz) ◼ 报警和定时器功能 ◼ 集成晶振电容器 ◼ 内部上电复位(POR) ◼ I2C 总线从机地址：读：A3h；写：A2h ◼ 开漏中断管脚 3. 应用 ◼ 移动电话 ◼ 便携式仪器 ◼ 电子计量 ◼ 电池驱动产品 1. 有关本资料表所使用的缩略语及首字母缩略语的定义，请参考第 18 节。 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 4. 订购信息 表 1. 订购信息 型号 封装 名称 5. 说明 版本 PCF8563BS/4 HVSON10 塑料散热增强型超薄小型封装；无引脚；10 个端 子； 主体尺寸 3 × 3 × 0.85 mm PCF8563T/5 SO8 塑料小型封装；8 个引脚； 体宽 3.9 mm SOT96-1 PCF8563T/F4[1] SO8 塑料小型封装；8 个引脚； 体宽 3.9 mm SOT96-1 PCF8563TS/4[2] TSSOP8 塑料减薄紧缩小型封装；8 个引脚； 体宽 3 mm SOT505-1 PCF8563TS/5 TSSOP8 塑料减薄紧缩小型封装；8 个引脚； 体宽 3 mm SOT505-1 [1] 不推荐用于新产品设计。替代零件为 PCF8563T/5。 [2] 不推荐用于新产品设计。替代零件为 PCF8563TS/5。 SOT650-1 标示 表 2. PCF8563 产品数据手册 标记代码 型号 丝印 PCF8563BS/4 8563S PCF8563T/5 PCF8563 PCF8563T/F4 8563T PCF8563TS/4 8563 PCF8563TS/5 P8563 本文档中所有信息均受法律免责声明保护。 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 © 恩智浦半导体 2015.保留所有权利。 2，共 45 页 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 6. 功能框图 图 1. PCF8563 功能框图 PCF8563 产品数据手册 本文档中所有信息均受法律免责声明保护。 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 © 恩智浦半导体 2015.保留所有权利。 3，共 45 页 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 7. 引脚配置信息 7.1 引脚配置 PCF8563 产品数据手册 图 2. HVSON10 的引脚配置(PCF8563BS) 图 4. TSSOP8 的引脚配置(PCF8563TS) 本文档中所有信息均受法律免责声明保护。 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 图 3. SO8 的引脚配置(PCF8563T) © 恩智浦半导体 2015.保留所有权利。 4，共 45 页 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 7.2 引脚说明 表 3. 符号 产品数据手册 引脚 说明 SO8、TSSOP8 HVSON10 OSCI 1 1 振荡器输入 OSCO 2 2 振荡器输出 INT 3 4 中断输出（开漏；有效 LOW） VSS 4 5[1] 接地 SDA 5 6 串行数据输入和输出 SCL 6 7 串行时钟输入 CLKOUT 7 8 时钟输出、开漏 VDD 8 9 电源电压 n.c. - 3，10 未连接；不连接，也不馈通使用 [1] PCF8563 引脚说明 晶粒芯片焊盘（外露式焊盘）通过高电阻（非导电的）芯片附着连接到 VSS，并应进行电气隔离。将外露 式焊盘焊接到电气隔离的 PCB 铜焊盘上，以获得更好的传热效果，这是一种较好的工程实践，但由于 RTC 不会消耗太多功率，因此并不需要这样做。在任何情况下，都不应该在封装外露的焊盘下走线。 本文档中所有信息均受法律免责声明保护。 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 © 恩智浦半导体 2015.保留所有权利。 5，共 45 页 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 8. 功能说明 PCF8563 包含 16 个 8 位寄存器、自动增量地址寄存器、内置 32.768kHz 振荡器（带有 一个内部集成电容）、分频器（为实时时钟(RTC)/日历提供源时钟）、可编程时钟输出、 定时器、报警器、掉电检测器和 400kHz I2C 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 和 01h）用作控制和/或状态寄存器。内存地址 02h - 08h 用做时钟计数器 （秒至年计数器）。地址位置 09h - 0Ch 包含报警寄存器，定义报警条件。地址 0Dh 控制 CLKOUT 输出频率。0Eh 和 0Fh 是分别是 Timer_control 和定时器计算器。 秒、分、小时、天、月、年以及 Minute_alarm、Hour_alarm 和 Day_alarm 寄存器都采用 二进制编码十进制数(BCD)格式进行编码。 当一个 RTC 寄存器被写入或读取时，所有时间计数器的内容将被锁存。因此在传送条件 下，可以防止对时钟和日历芯片的错读或错写。 8.1 CLKOUT 输出 CLKOUT 引脚提供可编程的方波。由 CLKOUT_control 寄存器 0Dh 控制。可以生成 32.768 kHz（默认）、1.024 kHz、32 Hz 和 1 Hz 的频率，用做系统时钟、微控制器时钟、充电 泵输入，或者用于振荡器校准。CLKOUT 属于开漏输出，上电时默认启用；如果禁用，则 变为高阻抗。 8.2 寄存器结构 表 4. 格式化寄存器概述 标明“x”的位无关紧要。标明“N”的位应始终写入逻辑 0，读取时，可能为逻辑 0 或逻辑 1。复位之后，所有寄存器根据表 27 进行置位。 地址 寄存器名称 位 7 6 5 4 3 2 1 0 控制和状态寄存器 00h Control_status_1 TEST1 N STOP N TESTC N N N 01h Control_status_2 N N N TI_TP AF TF AIE TIE x 周天数（0～6） 时间和数据寄存器 02h VL_seconds VL 秒（0～59） 03h 分钟 x 分钟（0～59） 04h 小时 x x 小时（0～23） 05h 天 x x 天（1～31） 06h 周天数 x x x x 07h 世纪 月 C x 月（1～12） 08h 年 年（0～99） PCF8563 产品数据手册 x 本文档中所有信息均受法律免责声明保护。 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 © 恩智浦半导体 2015.保留所有权利。 6，共 45 页 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 表 4. 格式化寄存器概述...续 标明“x”的位无关紧要。标明“N”的位应始终写入逻辑 0，读取时，只能为逻辑 0 或逻辑 1。复位之后，所有寄存器根据表 27 进行置位。 地址 寄存器名称 位 7 6 5 4 3 2 1 0 报警寄存器 09h Minute_alarm AE_M MINUTE_ALARM（0～59） 0Ah Hour_alarm AE_H x HOUR_ALARM（0～23） 0Bh Day_alarm AE_D x DAY_ALARM（1～31） 0Ch Weekday_alarm AE_W x x x x WEEKDAY_ALARM（0～6） FE x x x x x FD[1:0] x x x x x TD[1:0] CLKOUT 控制寄存器 0Dh CLKOUT_control 定时器寄存器 0Eh Timer_control TE 0Fh 定时器 定时器[7:0] 8.3 控制寄存器 8.3.1 Control_status_1 寄存器 表 5. 位 7 6 5 Control_status_1 - 控制和状态寄存器 1（地址 00h）位描述 符号 值 TEST1 0[1] 说明 参考 在正常模式下必须设置为逻辑 0。 1 EXT_CLK 测试模式 N 0[2] 未使用 STOP 0[1] RTC 源时钟运行 1 所有 RTC 分频器链触发器都异步设置为逻辑 0；RTC 时钟停止 （32.768 kHz 时，CLKOUT 仍然可用） 4 N 0[2] 未使用 3 TESTC 0 上电复位(POR)覆盖工具已被禁用；设置为逻辑 0，以便正常工作 1[1] 上电复位(POR)覆盖可以启用 000[2] 未使用 2至0 N [1] 默认值。 [2] 标明“N”的位应始终写入逻辑 0。 第 8.9 节 第 8.10 节 8.11.1 节 8.3.2 Control_status_2 寄存器 表 6. 位 Control_status_2 - 控制和状态寄存器 2（地址 01h）位描述 符号 值 说明 7～5 N 000[1] 未使用 4 TI_TP 0[2] TF 有效时，INT也有效（由 TIE 的状态决定） 1 INT 脉冲是否有效，请参见表 7（由 TIE 的状态决定）； 注：注意，如果 AF 和 AIE 有效，那么INT将永久有效 PCF8563 产品数据手册 参考 本文档中所有信息均受法律免责声明保护。 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 章节 8.3.2.1 和 章节 8.8 © 恩智浦半导体 2015.保留所有权利。 7，共 45 页 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 表 6. 位 3 Control_status_2 - 控制和状态寄存器 2（地址 01h）位描述 ...续 符号 值 说明 参考 AF 0[2] 读：报警标志无效 8.3.2.1 节 写：报警标志已被清除 读：报警标志有效 1 写：报警标志保持不变 2 0[2] TF 读：定时器标志无效 写：定时器标志已被清除 读：定时器标志有效 1 写：定时器标志保持不变 1 AIE 0 TIE 0[2] 报警中断已被禁用 1 报警中断已启用 0[2] 定时器中断已被禁用 1 定时器中断已启用 [1] 标明“N”的位应始终写入逻辑 0。 [2] 默认值。 8.3.2.1 中断输出 位 TF 和 AF：当警报发生时，AF 被设置为逻辑 1。同样地，在计时器倒计时结束时，TF 被设置为逻辑 1。直到使用接口覆盖为止，这些位的值保持不变。如果应用程序中同时需 要定时器和警报中断，则可以通过读取这些位来确定中断源。为了防止在清除另一个标志 时一个标志被重写，在写访问期间会执行逻辑 AND。 图 5. 中断方案 位 TIE 和 AIE：当 TF 或 AF 生效时，这些位会激活或禁用中断的生成。当 AIE 和 TIE 都 置位时，中断是这两种条件的逻辑 OR。 PCF8563 产品数据手册 本文档中所有信息均受法律免责声明保护。 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 © 恩智浦半导体 2015.保留所有权利。 8，共 45 页 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 倒计数定时器中断：用于倒计数定时器中断的脉冲生成器使用内部时钟，依赖所选的倒计 数定时器的源时钟和倒计数值 n。因此，中断脉冲的宽度会发生变化（参见表 7）。 表 7. INT 操作（位 TI TP =1）[1] 源时钟(Hz) INT 周期(s) n= 1[2] n>1[2] 4096 1/ 8192 1/ 4096 64 1/ 128 1/ 64 1 1/ 64 1/ 64 1/ 64 1/ 64 1/ 60 [1] TF 和INT同时激活。 [2] n = 载入的倒计数值。n = 0 时，定时器停止。 8.4 时间和数据寄存器 大多数寄存器采用 BCD 格式编码，以简化应用程序删除。 8.4.1 VL_seconds 寄存器 表 8. VL_seconds - 秒和时钟完整状态寄存器（地址 02h）位描述 位 符号 值 位值 说明 7 VL 0 - 可以保证时钟完整性 1[1] - 无法保证时钟信息的完整性 按 BCD 格式编码的实际秒数，参见表 9 6至4 SECONDS 0 至 5 十位 3至0 0至9 个位 [1] 初始值。 表 9. 秒按 BCD 格式编码 秒数值（小数） PCF8563 产品数据手册 上一级数字（十位） 数字（个位） 位6 位5 位4 位3 位2 位1 位0 00 0 0 0 0 0 0 0 01 0 0 0 0 0 0 1 02 0 0 0 0 0 1 0 ： ： ： ： ： ： ： ： 09 0 0 0 1 0 0 1 10 0 0 1 0 0 0 0 ： ： ： ： ： ： ： ： 58 1 0 1 1 0 0 0 59 1 0 1 1 0 0 1 本文档中所有信息均受法律免责声明保护。 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 © 恩智浦半导体 2015.保留所有权利。 9，共 45 页 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 8.4.1.1 掉电检测器和时钟监视器 PCF8563 配有片内掉电检测器（参见图 6）。当 VDD 掉到 Vlow 以下时，VL_seconds 寄存 器中的位 VL 置位，表示时钟信息的完整性不再受到保障。VL 标志只能通过接口清除。 图 6. 掉电检测 VL 标志用于在 VDD 下降缓慢时检测状况，例如，在电池供电状态下运行时。如果在电源 重新开启之前，振荡器停止或者 VDD 达到 Vlow，那么 VL 标志置位。这表示计时可能被破 坏。 8.4.2 Minutes 寄存器 表 10. Minutes - 分钟寄存器（地址 03h）位描述 位 符号 值 位值 说明 7 - - - 未使用 6至4 MINUTES 0至5 十位 按 BCD 格式编码的实际分钟数 0至9 个位 3至0 8.4.3 Hours 寄存器 表 11. Hours - 小时寄存器（地址 04h）位描述 位 符号 值 位值 说明 7至6 - - - 未使用 5至4 HOURS 0至2 十位 按 BCD 格式编码的实际小时数 0至9 个位 3至0 8.4.4 Days 寄存器 表 12. 位 符号 值 位值 说明 7至6 - - - 未使用 5至4 天[1] 0至3 十位 按 BCD 格式编码的实际天数 0至9 个位 3至0 [1] PCF8563 产品数据手册 Days - 天数寄存器（地址 05h）位描述 如果年计数器包含的数值能够被 4 整除（包括 00 年在内），PCF8563 会在 2 月添加第 29 天，补偿闰年 的天数。 本文档中所有信息均受法律免责声明保护。 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 © 恩智浦半导体 2015.保留所有权利。 10，共 45 页 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 8.4.5 Weekdays 寄存器 表 13. Weekdays - 周天数寄存器（地址 06h）位描述 位 符号 值 说明 7至3 - - 未使用 2至0 周天数 0至6 关于实际的周天数值，参见表 14 表 14. 周天数分配 天[1] 位 2 1 0 星期日 0 0 0 星期一 0 0 1 星期二 0 1 0 星期三 0 1 1 星期四 1 0 0 星期五 1 0 1 星期六 1 1 0 [1] 用户可以重新分配定义。 8.4.6 Century_months 寄存器 表 15. Century_months - 世纪标志和月份寄存器（地址 07h）位描述 位 符号 值 位值 说明 7 C[1] 0[2] - 表示世纪为 x 1 - 表示世纪为 x + 1 6至5 - - - 未使用 4 月 0至1 十位 按 BCD 格式编码的实际月数，参见表 16 0至9 个位 3至0 [1] 用户可以重新分配这个位。 [2] 当 Years 寄存器从 99 溢出到 00 时，此位被转换。 表 16. 月份 PCF8563 产品数据手册 BCD 格式的月份分配 上一级数字 （十位） 数字（个位） 位4 位3 位2 位1 位0 一月 0 0 0 0 1 二月 0 0 0 1 0 三月 0 0 0 1 1 四月 0 0 1 0 0 五月 0 0 1 0 1 六月 0 0 1 1 0 七月 0 0 1 1 1 八月 0 1 0 0 0 九月 0 1 0 0 1 本文档中所有信息均受法律免责声明保护。 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 © 恩智浦半导体 2015.保留所有权利。 11，共 45 页 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 BCD 格式的月份分配...续 表 16. 月份 上一级数字 （十位） 数字（个位） 位4 位3 位2 位1 位0 十月 1 0 0 0 0 十一月 1 0 0 0 1 十二月 1 0 0 1 0 8.4.7 Years 寄存器 表 17. Years - 年份寄存器(08h)位描述 位 符号 值 位值 说明 7至4 年 0至9 十位 按 BCD 格式编码的实际年份[1] 0至9 个位 3至0 [1] 当 Years 寄存器从 99 溢出至 00 时，Century_months 寄存器中的世纪位 C 被切换。 8.5 设置和读取时间 图 7 显示从 1 Hz 时钟节拍开始的数据流和数据的依赖关系。 图 7. 时间功能的数据流 读/写操作期间，计时电路（内存位置 02h 至 08h）会被封锁。 这可以防止  在传送条件下，对时钟和日历芯片的错读。  在一个读周期内，增加时间寄存器 PCF8563 产品数据手册 本文档中所有信息均受法律免责声明保护。 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 © 恩智浦半导体 2015.保留所有权利。 12，共 45 页 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 这次读/写访问完成后，时间电路再次开放，且在读访问期间发生的任何被挂起的增加时 间寄存器的请求会得到处理。最多可以存储 1 个请求；因此，必须在 1 秒之内完成所有访 问（参见图 8）。 图 8. 读/写操作的访问时间 使用这种方法之后，必须一次完成读或写访问，也就是说，在一次访问期间，完成秒到年 的设置或读取，这非常重要。不按此方法行事可能导致时间损坏。 例如，如果在一次访问期间设置时间（秒到年），然后在第二次访问期间设置日期，那么 在两次访问期间，时间可能增加。实施读操作时，存在类似的问题。在几次读操作之间可 能会发生转存，从而在一个时刻给出分钟数，在下一个时刻给出小时数。 推荐的读取时间的方法： 1. 发送一个 START 条件和用于写入的从机地址(A2h)。 2. 通过发送 02h，将地址指针设置为 2(VL_seconds)。 3. 发送一个 RESTART 条件，或在 START 之后发送 STOP。 4. 发送用于读取的从机地址(A3h)。 5. 读取 VL_seconds（寄存器）。 6. 读取 Minutes（寄存器）。 7. 读取 Hours（寄存器）。 8. 读取 Days（寄存器）。 9. 读取 Weekdays（寄存器）。 10. 读取 Century_months（寄存器）。 11. 读取 Years（寄存器）。 12. 发送一个 STOP 条件。 8.6 报警寄存器 8.6.1 Minute_alarm 寄存器 表 18. PCF8563 产品数据手册 Minute_alarm - 分报警寄存器（地址 09h）位描述 位 符号 值 位值 说明 7 AE_M 0 - 分报警已启用 1[1] - 分报警已禁用 分报警信息按 BCD 格式编码 6至4 MINUTE_ALARM 0 至 5 十位 3至0 0至9 个位 本文档中所有信息均受法律免责声明保护。 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 © 恩智浦半导体 2015.保留所有权利。 13，共 45 页 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 [1] 默认值。 8.6.2 Hour_alarm 寄存器 表 19. Hour_alarm - 小时报警寄存器（地址 0Ah）位描述 位 符号 值 位值 说明 7 AE_H 0 - 小时报警已启用 1[1] - 小时报警已禁用 6 - - - 未使用 5至4 HOUR_ALARM 0至2 十位 小时报警信息按 BCD 格式编码 0至9 个位 3至0 [1] 默认值。 8.6.3 Day_alarm 寄存器 表 20. Day_alarm - 天数报警寄存器（地址 0Bh）位描述 位 符号 值 位值 说明 7 AE_D 0 - 天数报警已启用 1[1] - 天数报警已禁用 6 - - - 未使用 5至4 DAY_ALARM 0至3 十位 天数报警信息按 BCD 格式编码 0至9 个位 3至0 [1] 默认值。 8.6.4 Weekday_alarm 寄存器 表 21. Weekday_alarm - 周天数报警寄存器（地址 0Ch）位描述 位 符号 值 说明 7 AE_W 0 周天数报警已启用 1[1] 周天数报警已禁用 - 未使用 6至3 - 2至0 WEEKDAY_ALARM 0 至 6 [1] 周天数报警信息 默认值。 8.6.5 报警标志 通过清除一个或多个报警寄存器的报警启动位(AE_x)，对应的报警条件会激活。当警报发 生时，AF 被设置为逻辑 1。确认的 AF 可用于生成中断(INT)。AF 使用接口清除。 地址 09h 至 0Ch 的寄存器包含报警信息。当其中一个或多个寄存器载入了分、小时、天 或周天数，且对应的 AE_x 为逻辑 0，则该信息会与当前的分、小时、天和周天数比较。 当所有启用的比较首次匹配时，报警标志（寄存器 Control_2 中的 AF）被设置为逻辑 1。 PCF8563 产品数据手册 本文档中所有信息均受法律免责声明保护。 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 © 恩智浦半导体 2015.保留所有权利。 14，共 45 页 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 从报警功能生成的中断通过位 AIE 管控。如果位 AIE 已启用，INT引脚遵循位 AF 的条件。 AF 将保持置位，直到被接口清除。一旦 AF 被清除，只有当时间增加，再一次匹配报警条 件时，他才会再次置位。AE_x 位位于逻辑 1 位置的报警寄存器被忽略。 图 9. 报警功能的功能框图 8.7 CLKOUT_control 寄存器和时钟输出 可以生成 32.768 kHz（默认）、1.024 kHz、32 Hz 和 1 Hz 的频率，用做系统时钟、微控 制器时钟、充电泵输入，或者用于振荡器校准。 表 22. 位 符号 值 说明 7 FE 0 CLKOUT 输出被抑制，且 CLKOUT 输出设置为高阻抗 1[1] CLKOUT 输出已被激活 - 未使用 6至2 - 1至0 FD[1:0] [1] PCF8563 产品数据手册 CLKOUT_control - CLKOUT_control 寄存器（地址 0Dh）位描述 引脚 CLKOUT 的频率输出 00[1] 32.768 kHz 01 1.024 kHz 10 32 Hz 11 1 Hz 默认值。 本文档中所有信息均受法律免责声明保护。 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 © 恩智浦半导体 2015.保留所有权利。 15，共 45 页 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 8.8 定时器功能 地 址 0Fh 处 的 8 位 倒 计 数 定 时 器 受 地 址 0Eh 处 的 Timer_control 寄 存 器 管 控 。 Timer_control 寄存器决定定时器 4 个源时钟频率中的一种（4096 Hz、64 Hz、1 Hz 或 1/ Hz），并启用或禁用定时器。定时器按软件加载的 8 位二进制值倒计数。每次倒计数 60 结束时，定时器会设置定时器标志 TF。TF 标志可能只能使用接口清除。确认的 TF 可用 于在引脚INT上生成中断。中断在每个倒计数周期通过脉冲信号形式生成，或作为跟随 TF 状态的永久有效信号。TI_TP 位用于控制此模式选择。读取计时器时，返回当前倒计数数 值。 8.8.1 Timer_control 寄存器 表 23. 定时器控制 - 定时器控制寄存器（地址 0Eh）位描述 位 符号 值 说明 7 TE 0[1] 定时器已被禁用 1 定时器已启用 - 未使用 6至2 - 1至0 TD[1:0] 定时器源时钟频率选择[2] 00 4.096 kHz 01 64 Hz 10 1 Hz 11[2] 1/ 60 Hz [1] 默认值。 [2] 这些位决定倒计数定时器的源时钟；不使用时，TD[1:0]应设置为 1/60 Hz，以节省电源。 8.8.2 寄存器定时器 表 24. 定时器 - 定时器值寄存器（地址 0Fh）位描述 位 符号 值 说明 7至0 定时器[7:0] 00h 至 FFh 倒计数周期（秒）： n 为倒计时数值 表 25. 定时器寄存器位值范围 位 7 6 5 4 3 2 1 0 128 64 32 16 8 4 2 1 寄存器定时器是一个 8 位二进制倒计数定时器。它通过 Timer_control 寄存器位 TE 启用 和禁用。定时器的源时钟也由 Timer_control 寄存器选择。其他计时器属性（如中断生成） 都通过寄存器 Control_status_2 控制。 为了准确回读倒计数值，建议读取寄存器两次并检查结果是否一致，因为在回读期间不可 能停止倒计时计数器。 PCF8563 产品数据手册 本文档中所有信息均受法律免责声明保护。 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 © 恩智浦半导体 2015.保留所有权利。 16，共 45 页 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 8.9 EXT_CLK 测试模式 提供测试模式，支持进行板载测试。在这种模式下，可以设置测试条件并控制 RTC 的运 行。 可通过在寄存器 Control_status_1 中设置 TEST1 位来进入测试模式。 之后， 引脚 CLKOUT 变成输入。测试模式用适用于引脚 CLKOUT 的信号代替 64 Hz 内部信号。每 64 个加载 于 CLKOUT 的正边沿会生成 1 秒增量。 加载于引脚 CLKOUT 的信号的最小脉冲宽度为 300 ns，最大周期为 1000 ns。内部 64 Hz 时钟（现在源自 CLKOUT）被称为预分频器的 26 分频器链分至 1 Hz。通过使用位 STOP，可以将预分频器设置为已知状态。在位 STOP 置位后，预分频器复位至 0（要再 次使用预分频器，必须先清除 STOP）。 从 STOP 条件开始，CLKOUT 上加载 32 个正边沿后才会产生第 1 个 1 秒增量。此后，每 64 个正边沿将产生 1 秒的增量。 注：进入 EXT_CLK 测试模式与内部 64 Hz 时钟不同步。进入测试模式时，不能对预分频 器的状态做任何假设。 8.9.1 操作实例： 1. 设置 EXT_CLK 测试模式（Control_status_1、位 TEST1 = 1）。 2. 设置 STOP（Control_status_1、位 STOP = 1）。 3. 清除 STOP（Control_status_1、位 STOP = 0）。 4. 将时间寄存器设置到所需的值。 5. 对 CLKOUT 加载 32 个时钟脉冲。 6. 读取时间寄存器，查看首个变化。 7. 对 CLKOUT 加载 64 个时钟脉冲。 8. 读取时间寄存器，查看第二个变化。 重复第 7 步和第 8 步，获得更多增量。 PCF8563 产品数据手册 本文档中所有信息均受法律免责声明保护。 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 © 恩智浦半导体 2015.保留所有权利。 17，共 45 页 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 8.10 STOP 位功能 STOP 位的功能允许准确启动时间电路。STOP 位功能会使得预分频器（F2 至 F14）的上 部分保持复位，以免生成 1 Hz 节拍（参见图 10）。然后，时间电路可以置位，且不会增 加，直到 STOP 位被释放（参考图 11 和表 26）。 图 10. STOP 位功能框图 STOP 位功能不会影响 CLKOUT 上 32.768 kHz 的输出，但会终止生成 1.024 kHz、32 Hz 和 1 Hz。 预分频器（F0 和 F1）的下方两级没有复位；而且由于 I2C 总线与晶体振荡器保持异步，因 此重新启动时间电路的精度将在 0 和一个 8.192 kHz 周期之间（参见图 11）。 图 11. PCF8563 产品数据手册 STOP 位释放时间 本文档中所有信息均受法律免责声明保护。 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 © 恩智浦半导体 2015.保留所有权利。 18，共 45 页 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 表 26. STOP 位释放后，时间电路第一次增加 位 预分频器位 STOP F0F1-F2 至 F14 [1] 1Hz 节拍 时间 备注 hh:mm:ss 时钟正常运行 0 01-0 0001 1101 0100 12:45:12 预分频器计数正常 STOP 位由用户激活。F0F1 没有复位，值无法从外部预测 1 12:45:12 预分频器被复位；时间电路已被停止 08:00:00 预分频器被复位；时间电路已被停止 XX-0 0000 0000 0000 08:00:00 预分频器正在运行 XX-1 0000 0000 0000 08:00:00 - XX-0 1000 0000 0000 08:00:00 - XX-1 1000 0000 0000 08:00:00 - 11-1 1111 1111 1110 08:00:00 - 00-0 0000 0000 0001 08:00:01 F14 的 0 到 1 的过渡会使时间电路增加 10-0 0000 0000 0001 08:00:01 - 11-1 1111 1111 1111 08:00:01 - 00-0 0000 0000 0000 08:00:01 - 10-0 0000 0000 0000 08:00:01 - 11-1 1111 1111 1110 08:00:01 - 00-0 0000 0000 0001 08:00:02 F14 的 0 到 1 的过渡会使时间电路增加 XX-0 0000 0000 0000 新时间由用户设置 1 XX-0 0000 0000 0000 STOP 位由用户释放。 0 [1] F0 采用 32.768 kHz 时钟频率。 在 STOP 位释放后，时间电路的第一个增量介于 0.507813 s 到 0.507935 s 之间。这种不 确定性是由于预分频器位 F0 和 F1 未复位（参见表 26），以及 32 kHz 时钟的状态未明造 成的。 8.11 复位 PCF8563 包括一个内部复位电路，该电路在振荡器停止时保持激活。在复位状态下，I2C 总线逻辑（包括地址指针）被初始化，所有寄存器按照表 27 置位。复位期间，I2C 总线无 法进行通信。 PCF8563 产品数据手册 本文档中所有信息均受法律免责声明保护。 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 © 恩智浦半导体 2015.保留所有权利。 19，共 45 页 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 表 27. 地址 寄存器名称 7 6 5 4 3 2 1 0 00h Control_status_1 0 0 0 0 1 0 0 0 01h Control_status_2 0 0 0 0 0 0 0 0 02h VL 秒 1 x x x x x x x 03h 分钟 x x x x x x x x 04h 小时 x x x x x x x x 05h 天 x x x x x x x x 06h 周天数 x x x x x x x x 07h Century_months x x x x x x x x 08h 年 x x x x x x x x 09h Minute_alarm 1 x x x x x x x 0Ah Hour_alarm 1 x x x x x x x 0Bh Day_alarm 1 x x x x x x x 0Ch Weekday_alarm 1 x x x x x x x 0Dh CLKOUT_control 1 x x x x x 0 0 0Eh 定时器控制 0 x x x x x 1 1 0Fh 定时器 x x x x x x x x [1] 8.11.1 寄存器复位值[1] 位 标记 x 的寄存器在上电时未定义，在后续复位时保持不变。 上电复位(POR)覆盖。 POR 的持续时间与晶体振荡器的启动时间直接相关。由于这类电路的启动时间较长，因 此内置了一种机制来禁用 POR，从而加快设备的板载测试。该模式的设置要求按特定的 顺序切换 I2C 总线引脚（SDA 和 SCL），如图 12 所示。所有时间都要求达到最短。 一旦进入覆盖模式，设备立即停止，被复位，然后继续进行正常操作，例如通过 I2C 总线 访问进入 EXT_CLK 测试模式。覆盖模式可以通过将逻辑 0 写入 TESTC 来清除。必须将 TESTC 设置为逻辑 1，之后才能重新进入覆盖模式。在正常操作期间将 TESTC 设置为逻 辑 0 不会产生任何影响，除了会防止进入 POR 覆盖模式。 图 12. POR 覆盖顺序 PCF8563 产品数据手册 本文档中所有信息均受法律免责声明保护。 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 © 恩智浦半导体 2015.保留所有权利。 20，共 45 页 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 9. I2C 总线的特性 I2C 总线用于在不同 IC 或模块之间进行双向、双线通信。这两条线路分别是串行数据线 (SDA)和串行时钟线(SCL)。这两条线路必须通过一个上拉电阻连接到正电源。只有在总 线空闲时才可以启动数据传输。 9.1 位传输 在每个时钟脉冲期间传输一个数据位。SDA 线路上的数据在时钟脉冲的高电平周期内必 须保持稳定，因为此时数据线如果变化将被解析为一个控制信号（参见图 13）。 图 13. 位传输 9.2 START 和 STOP 条件 当总线不繁忙时，数据线和时钟线都保持高电平。 当时钟处于高电平时，数据线路从高电平到低电平的转换会被定义为 START 条件——S。 当时钟处于高电平时，数据线路从低电平到高电平的转换会被定义为 STOP 条件——P （参见图 14）。 图 14. START 和 STOP 条件的定义 9.3 系统配置 生成消息的设备是发送器；接收消息的设备是接收器。控制消息的设备是主设备；受主设 备控制的设备是从设备（参见图 15）。 PCF8563 产品数据手册 本文档中所有信息均受法律免责声明保护。 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 © 恩智浦半导体 2015.保留所有权利。 21，共 45 页 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 图 15. 系统配置 9.4 确认 从发送器到接收器，在 START 和 STOP 条件之间传输的数据的字节数是无限的。每个 8 位字节后面都有一个确认周期。  被寻址的从接收器在接收每个字节后，必须生成确认。  此外，主接收器必须在接收到从从发送器发出的每个字节后生成一个确认。  确认设备必须在确认时钟脉冲期间下拉 SDA 线，以便 SDA 线在确认相关时钟脉冲 的高电平周期内稳定保持低电平（必须考虑设置和保持时间）。  主接收器通过不对从机时钟输出的最后一个字节生成确认，向发送器发送数据结束 的信号。在这种情况下，发送器必须让数据线路保持高电平，以使主机生成 STOP 条 件。 有关 I2C 总线上的确认，请参见图 16。 图 16. PCF8563 产品数据手册 I2C 总线上的确认 本文档中所有信息均受法律免责声明保护。 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 © 恩智浦半导体 2015.保留所有权利。 22，共 45 页 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 9.5 I2C 总线协议 9.5.1 定址 在 I2C 总线上传输任何数据之前，应首先对响应的设备进行寻址。寻址始终在启动程序后 发送第一个字节时进行。 PCF8563 用作从机接收器或从机发送器。因此时钟信号 SCL 只是一个输入信号，而数据 信号 SDA 则是一条双向线路。 为 PCF8563 预留了两个从机地址： 读：A3h (10100011) 写：A2h (10100010) 关于 PCF8563 从机地址的描述，请参见图 17。 图 17. 从机地址 9.5.2 时钟和日历的读写周期 对于适用于不同的 PCF8563 读和写周期的 I2C 总线配置，请参见图 18、图 19 和图 20。 寄存器地址是一个 4 位的值，它定义接下来要访问哪个寄存器。寄存器地址的前四位不使 用。 图 18. PCF8563 产品数据手册 主机发送至从机接收器（写模式） 本文档中所有信息均受法律免责声明保护。 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 © 恩智浦半导体 2015.保留所有权利。 23，共 45 页 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 图 19. 主机在设置寄存器地址后读取（写寄存器地址；读数据） 图 20. PCF8563 产品数据手册 主机在首个字节后立即读取从机（读模式） 本文档中所有信息均受法律免责声明保护。 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 © 恩智浦半导体 2015.保留所有权利。 24，共 45 页 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 9.6 接口看门狗定时器 图 21. 接口看门狗定时器 在读/写操作期间，时间计数电路被停止。为了防止出现访问设备被锁定，且不能清除接口 的情况，PCF8563 采用一个内置的看门狗定时器。如果从发送一个有效的从机地址开始， 接口保持活动的时间超过 1 秒，那么 PCF8563 会自动清除接口，并让时间计数电路继续 计数。在收到有效的从机地址之后，看门狗会在 1 秒到 2 秒之间触发。每次超过看门狗的 时间周期之后，时间计数器就会损失 1 秒。 使用看门狗是为了防止由于接口访问失败而造成的时间过度损失，例如，如果在接口访问 期间从电池备份系统中断开主电源。 PCF8563 产品数据手册 本文档中所有信息均受法律免责声明保护。 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 © 恩智浦半导体 2015.保留所有权利。 25，共 45 页 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 10. 内部电路 图 22. PCF8563 产品数据手册 器件二极管保护框图 本文档中所有信息均受法律免责声明保护。 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 © 恩智浦半导体 2015.保留所有权利。 26，共 45 页 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 11. 限值 表 28. 限值 依据绝对最大额定值系统(IEC 60134)。 符号 参数 条件 最小值 最大值 单位 VDD IDD 电源电压 -0.5 +6.5 V 电源电流 -50 +50 mA VI 输入电压 引脚 SCL、SDA 和 OSCI 上 -0.5 +6.5 V VO 输出电压 II 输入电流 引脚 CLKOUT 和INT上 -0.5 +6.5 V 采用任何输入时 IO 输出电流 -10 +10 mA 采用任何输出时 -10 +10 mA Ptot 总功耗 - 300 mW VESD 静电放电电压 - ±3500 V ±2000 V HBM HVSON10 (PCF8563BS/4) [1] SO8 (PCF8563T/F4) [1] TSSOP8 (PCF8563TS/4) [1] SO8 (PCF8563T/5) [1] - TSSOP8 (PCF8563TS/5) [1] - CDM HVSON10 (PCF8563BS/4) [2] - ±2000 V SO8 (PCF8563T/F4) [2] - ±1000 V SO8 (PCF8563T/5) [2] ±1500 V TSSOP8 (PCF8563TS/4) [2] ±1500 V TSSOP8 (PCF8563TS/5) [2] ±1750 V Ilu 锁存电流 [3] - 200 mA Tstg 存储温度 [4] -65 +150 ℃ Tamb 环境温度 -40 +85 ℃ 操作设备 [1] 通过水平；人体模型(HBM)，依据参考 5 “JESD22-A114”。 [2] 通过水平；器件充电模型(CDM)，依据参考资料 6 “JESD22-C101”。 [3] 通过水平；在最高环境温度(Tamb(max))下，依据参考资料 7 “JESD78”执行闩锁效应测试。 [4] 根据恩智浦的存储和运输要求（参见参考资料 9 “UM10569”），设备的存储温度应在+8 °C 至+45 °C 之间，湿度应在 25 %至 75 %之间。对于长期存储产品，该文档中描述了异常情况。 PCF8563 产品数据手册 本文档中所有信息均受法律免责声明保护。 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 © 恩智浦半导体 2015.保留所有权利。 27，共 45 页 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 12. 静态特性 表 29. 静态特性 VDD = 1.8 V 至 5.5 V；VSS =0V；Tamb = 40 °C 至+85 °C；fosc = 32.768 kHz；quartz Rs =40 kΩ；CL = 8 pF；除非另有说 明。 符号 参数 条件 最小值 典型值 最大值 单位 电源电压 接口无效； fSCL = 0 Hz； Tamb = 25 °C 1.0 - 5.5 V 接口有效； fSCL = 400 kHz 1.8 - 5.5 V 时钟数据完整性； Tamb = 25 °C Vlow - 5.5 V fSCL = 400 kHz - - 800 μA fSCL = 100 kHz - - 200 μA VDD = 5.0 V - 275 550 nA VDD = 3.0 V - 250 500 nA - 225 450 nA VDD = 5.0 V - 500 750 nA VDD = 3.0 V - 400 650 nA - 400 600 nA VDD = 5.0 V - 825 1600 nA VDD = 3.0 V - 550 1000 nA - 425 800 nA VDD = 5.0 V - 950 1700 nA VDD = 3.0 V - 650 1100 nA VDD = 2.0 V - 500 900 nA 电源 VDD IDD 电源电流 [1] 接口有效 接口无效(fSCL = 0 Hz)；CLKOUT 已禁用； Tamb = 25 °C [2] VDD = 2.0 V 接口无效(fSCL = 0 Hz)；CLKOUT 已禁用； Tamb = –40 °C 至+85 °C [2] VDD = 2.0 V 接口无效(fSCL = 0 Hz)；CLKOUT 在 32 kHz 时 启用；Tamb =25 °C [2] VDD = 2.0 V 接口无效(fSCL = 0 Hz)；CLKOUT 在 32 kHz 时 启用；Tamb = –40 °C 至+85 °C [2] 输入 VIL 低电平输入电压 -0.5 - +0.3VDD V VIH 高电平输入电压 0.7VDD - 5.5 V ILI 输入漏电流 -1 0 +1 μA - - 7 pF Ci PCF8563 产品数据手册 VI =VDD 或 VSS [3] 输入 电容 本文档中所有信息均受法律免责声明保护。 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 © 恩智浦半导体 2015.保留所有权利。 28，共 45 页 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 表 29. 静态特性...续 VDD = 1.8 V 至 5.5 V；VSS = 0 V；Tamb = 40 °C 至+85 °C；fosc = 32.768 kHz；quartz Rs =40 kΩ；CL = 8 pF；除非另有说 明。 符号 参数 条件 最小值 典型值 最大值 单位 在引脚 SDA 上 3 - - mA 在引脚INT上 1 - - mA 在引脚 CLKOUT 上 1 - - mA 输出 低电平输出电流 输出吸电流； VOL = 0.4 V；VDD = 5 V IOL ILO 输出泄漏电流 VO =VDD 或 VSS -1 0 +1 μA 低电压 Tamb =25 °C；设置位 VL；参见图 6 - 0.9 1.0 V 电压检测器 Vlow [1] 对于在电源开启时即启动的可靠振荡器，使用大于 1.3 V 的 VDD。如果采用 1.0 V，振荡器可能会启动，但是速度可能稍慢，尤其是 在温度较高时。正常情况下，电源在启动时不是 1.0 V，只有在电池放电结束时才会出现。指明了 VDD 最小 1.0 V，这样客户可以计算 他们的应用需要多大的电池或电容。VDD 最小需要达到 1.3 V 或更大，确保振荡器能够快速启动。 [2] 定时器源时钟 = 1/60 Hz，引脚 SCL 和 SDA 的电平是 VDD 或 VSS. [3] 基于样品进行测试。 图 23. 电流 IDD 与电源电压 VDD 呈函数关系；CLKOUT 已 禁用 PCF8563 产品数据手册 图 24. 电流 IDD 与电源电压 VDD 呈函数关系；CLKOUT = 32 kHz 本文档中所有信息均受法律免责声明保护。 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 © 恩智浦半导体 2015.保留所有权利。 29，共 45 页 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 图 25. 电流 IDD 与温度 T 呈函数关系；CLKOUT = 32 kHz 图 26. 频率偏移与电源电压 VDD 呈函数关系 13. 动态特性 表 30. 动态特性 VDD = 1.8 V 至 5.5 V；VSS =0 V；Tamb = -40 °C 至+85 °C；fosc = 32.768 kHz；quartz Rs =40 kΩ；CL = 8 pF；除非另有说 明。 符号 参数 条件 最小值 典型值 最大值 单位 15 25 35 pF - 0.2 - ppm - - 100 kΩ 7 - 12.5 pF 5 - 25 pF [2] - 50 [5] - - 400 kHz 振荡器 COSCO 引脚 OSCO 的电容 Δfosc/fosc 相关的振荡器频率变化 ΔVDD = 200 mV； Tamb =25 °C 石英晶体参数(f = 32.768 kHz) Rs 串联电阻 CL 负载电容 并行 Ctrim 微调电容 外部； 在引脚 OSCI 上 [1] CLKOUT 输出 δCLKOUT I 2C 引脚 CLKOUT 上的占空比 总线时序特性（参见图 % 27）[3][4] fSCL SCL 时钟频率 tHD;STA （重复）START 条件的保持时间 0.6 - - μs tSU;STA 重复 START 条件的建立时间 0.6 - - μs tLOW SCL 时钟的低电平周期 1.3 - - μs tHIGH SCL 时钟的高电平周期 0.6 - - μs tr SDA 和 SCL 信号的上升时间 标准模式 - - 1 μs 快速模式 - - 0.3 μs PCF8563 产品数据手册 本文档中所有信息均受法律免责声明保护。 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 © 恩智浦半导体 2015.保留所有权利。 30，共 45 页 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 表 30. 动态特性...续 VDD = 1.8 V 至 5.5 V；VSS =0 V；Tamb = -40 °C 至+85 °C；fosc = 32.768 kHz；quartz Rs =40 kΩ；CL = 8 pF；除非另有说 明。 符号 参数 tf 条件 最小值 典型值 最大值 单位 SDA 和 SCL 信号的衰减时间 - - 0.3 μs tBUF STOP 和 START 条件之间的总线空闲时间 1.3 - - μs Cb 每条总线的容性负载 - - 400 pF tSU;DAT 数据建立时间 100 - - ns tHD;DAT 数据保持时间 0 - - ns tSU;STO STOP 条件的建立时间 0.6 - - μs tw(spike) 尖峰脉冲宽度 - - 50 ns 在总线上 [1] CL 是对 Ctrim 和 COSCO 的连续计算： [2] 未指定 fCLKOUT = 32.768 kHz。 [3] 在环境温度下，所有时序值在工作电源电压范围内都是有效的，且在 VSS 至 VDD 的输入电压摆幅范围内，作为 VIL 和 VIH 的参考。 [4] 有关 I2C 总线规范的详细描述，请参见参考文献 11 “UM10204”。 [5] 此设备两个 START 之间，或者一个 START 和一个 STOP 条件之间的 I2C 总线访问时间必须少于 1 秒。 图 27. PCF8563 产品数据手册 . I2C 总线时序波形 本文档中所有信息均受法律免责声明保护。 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 © 恩智浦半导体 2015.保留所有权利。 31，共 45 页 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 14. 应用信息 图 28. 应用电路图 14.1 石英频率调整 14.1.1 方法 1：固定振荡器电容 通过评估应用布局所需的平均电容，可以使用固定电容。最好是在上电后，使用引脚 CLKOUT 上的 32.768 kHz 可用信号来测量频率。频率容差取决于石英晶体容差、电容容 差和设备间的容差（平均±5ppm）。可以轻松达到每年平均±5 分钟的偏差。 14.1.2 方法 2：OSCI 微调器 使用在上电后引脚 CLKOUT 上可用的 32.768 kHz 信号，可以快速设置微调器。 14.1.3 方法 3：OSCO 输出 直接测量 OSCO 输出（要考虑测试探头的容值 ）。 PCF8563 产品数据手册 本文档中所有信息均受法律免责声明保护。 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 © 恩智浦半导体 2015.保留所有权利。 32，共 45 页 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 15. 封装尺寸 HVSON10：塑料散热增强型超薄小型封装；无引脚； 10 个端子；主体尺寸 3 × 3 × 0.85 mm 图 29 SOT650-1 PCF8563BS 的 SOT650-1 (HVSON10)封装 PCF8563 产品数据手册 本文档中所有信息均受法律免责声明保护。 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 © 恩智浦半导体 2015.保留所有权利。 33，共 45 页 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 SO8：塑料小型封装；8 个引脚；体宽 3.9 mm 图 30. SOT96-1 PCF8563T 的 SOT96-1 (SO8)封装 PCF8563 产品数据手册 本文档中所有信息均受法律免责声明保护。 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 © 恩智浦半导体 2015.保留所有权利。 34，共 45 页 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 TSSOP8：塑料减薄紧缩小型封装；8 个引脚；体宽 3 mm 图 31 SOT505-1 PCF8563TS 的 SOT505-1 (TSSOP8)封装 PCF8563 产品数据手册 本文档中所有信息均受法律免责声明保护。 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 © 恩智浦半导体 2015.保留所有权利。 35，共 45 页 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 16. 搬运信息 在正常搬运操作中，所有输入和输出引脚都采取静电放电(ESD)保护。搬运金属氧化物半 导体(MOS)器件时，确保依照 JESD625-A、IEC61340-5 或同类标准所述，采取所有常规 预防措施。 17. SMD 封装焊接 本部分内容极为简要地介绍一项复杂的技术。如需更深入地了解焊接 IC，请参考应用笔 记 AN10365“表贴封装回流焊说明”。 17.1 焊接简介 焊接是将封装连接到印刷电路板(PCB)，以形成电路的一种最常见的方法。焊接接头提供 机械和电气连接。没有一种焊接方法是完全适用于所有 IC 封装的。当一个印刷线路板上 既有通孔，也有表面贴装器件(SMD)时，一般会选择波峰焊。但是，它不适用于细间距 SMD。 回流焊非常适合细间距和高密度 SMD，它可以进一步实现小型化。 17.2 波峰和回流焊 波峰焊是一种焊接技术，其焊接点由来源于液体焊料的驻波焊料制成。波峰焊工艺适用于：  通孔元件  贴在印刷电路板表面的有铅或无铅 SMD 并非所有 SMD 都可以采用波峰焊。带有焊球的封装，以及一些焊接体下方有焊盘的无铅 封装，都不能采用波峰焊。此外，铅块的间距小于 0.6 mm 的含铅 SMD 也不能采用波峰 焊，因为可能会增加桥接。 回流焊工艺包括将焊锡膏涂在电路板上，然后安置组件，并置于温度曲线范围内。含铅封 装、带焊球的封装和无铅封装都可以采用回流焊。 波峰焊和回流焊的主要特性：  板的规格，包括板的表面处理、焊接掩模和孔  封装面积大小，包括拖锡焊盘和方向  封装的潮湿敏感度等级  封装的放置位置  检查与维修  无铅焊接与 SnPb 焊接 PCF8563 产品数据手册 本文档中所有信息均受法律免责声明保护。 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 © 恩智浦半导体 2015.保留所有权利。 36，共 45 页 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 17.3 波峰焊 波峰焊的主要特点是：  工艺问题，如粘合剂和助焊剂的应用、引线的紧固、板的运输、波峰焊参数，以及组 件进行波峰焊的时间  锡浴规格，包括温度和杂质 17.4 回流焊 回流焊的主要性能有：  无铅焊接与 SnPb 焊接；注意，相比 SnPb 工艺，无引脚回流焊工艺通常会导致较高 的最低峰值温度（参见图 32），从而缩小工艺窗口  焊锡膏印刷问题，包括拖尾、脱印，以及针对一块电路板上的大小元件调节工艺窗口 等  回流焊温度曲线；该曲线包括预热、回流（电路板加热至峰值温度）和冷却。峰值温 度必须足够高，以便焊接出可靠的焊点（焊锡膏的特性）。此外，峰值温度必须足够 低，以免损坏封装和/或电路板。封装的峰值温度取决于封装厚度和体积，其类别见 表 31 和 32 表 31. SnPb 共晶工艺（J-STD-020D） 封装厚度(mm) 封装回流焊温度(°C) 体积(mm3) < 350 ≥ 350 < 2.5 235 220 ≥ 2.5 220 220 表 32. 无铅工艺（J-STD-020D） 封装厚度(mm) 封装回流焊温度(°C) 体积(mm3) < 350 350 至 2000 > 2000 < 1.6 260 260 260 1.6 至 2.5 260 250 245 > 2.5 250 245 245 必须始终遵循包装上的潮湿敏感度预防措施。 研究表明，在回流焊过程中，小封装会达到更高的温度，参见图 32。 PCF8563 产品数据手册 本文档中所有信息均受法律免责声明保护。 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 © 恩智浦半导体 2015.保留所有权利。 37，共 45 页 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 图 32. 大小元件的温度曲线 有关温度曲线的更多信息，请参考应用笔记 AN10365“表贴封装回流焊说明”。 18. 缩略词 表 33. PCF8563 产品数据手册 缩略词 首字母缩略词 说明 BCD 二进制编码十进制数 CDM 器件充电模型 CMOS 互补金属氧化物半导体 ESD 静电放电 HBM 人体模型 I2 C 内部集成电路 IC 集成电路 LSB 最低有效位 MSB 最高有效位 MSL 潮湿敏感度等级 PCB 印刷电路板 POR 上电复位 RTC 实时时钟 SCL 串行时钟线 SDA 串行数据线 SMD 表面贴装器件 本文档中所有信息均受法律免责声明保护。 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 © 恩智浦半导体 2015.保留所有权利。 38，共 45 页 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 19. 参考文献 [1] AN10365 — 表面贴装回流焊说明 [2] IEC 60134 — 电子管、阀门和类似半导体器件的额定值体系 [3] IEC 61340-5 — 电子设备的静电保护 [4] IPC/JEDEC J-STD-020 — 非密封固态表面贴装器件的潮湿/回流敏感度分类 [5] JESD22-A114 — 静电放电(ESD)敏感性试验人体模型(HBM) [6] JESD22-C101 — 微电子元件静电放电耐受阈值的电场感应充电器件模型试验方法 [7] JESD78 — IC 闩锁效应测试 [8] JESD625-A — 搬运静电放电敏感(ESDS)器件的要求 [9] UM10569 — 恩智浦的存储和运输要求 [10] SNV-FA-01-02 — 标记格式集成电路 [11] UM10204 — I2C 总线技术规范与用户手册 PCF8563 产品数据手册 本文档中所有信息均受法律免责声明保护。 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 © 恩智浦半导体 2015.保留所有权利。 39，共 45 页 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 20. 修订记录 表 34. 修订记录 文档 ID 发布日期 数据手册状态 更改说明 取代版本 PCF8563 第 11 版 20151026 产品数据手册 - PCF8563 第 10 版 变更内容：  去除 DIP8 封装  表 3：更正了表注 1  表 28，表注 4：将“必须存储器件”更正为“应该存储器件”  表 29： PCF8563 第 10 版 变更内容： – 从 VDD fSCL = 400 kHz 删除了表注 1 – VIL：将 Vss 更正为-0.5 – VIH：将 VDD 更正为 5.5 – 更正了表注 1 20120403 产品数据手册 - PCF8563 第 9 版  调整了标记代码  调整了表 22 中的 FE = 0 部分 PCF8563 第 9 版 20110616 产品数据手册 - PCF8563 第 8 版 PCF8563 第 8 版 20101118 产品数据手册 - PCF8563 第 7 版 PCF8563 第 7 版 20100723 产品数据手册 - PCF8563 6 PCF8563 6 20080221 产品数据手册 - PCF8563 5 PCF8563 5 20070717 产品数据手册 - PCF8563-04 PCF8563-04 (9397 750 12999) 20040312 产品数据 - PCF8563-03 PCF8563-03 (9397 750 11158) 20030414 产品数据 - PCF8563-02 PCF8563-02 (9397 750 04855) 19990416 产品数据 - PCF8563_N_1 PCF8563_N_1 (9397 750 03282) 19980325 客观规范 - - PCF8563 产品数据手册 本文档中所有信息均受法律免责声明保护。 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 © 恩智浦半导体 2015.保留所有权利。 40，共 45 页 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 21. 法律信息 21.1 数据手册状态 文档状态[1][2] 产品状态[3] 定义 客观[缩略版]数据手册 开发 该文档包含产品开发客观规范的数据。 初始[缩略版]数据手册 验证 该文档含有初始规范的数据。 产品[缩略版]数据手册 生产 该文档含有产品规范。 [1] 请在开始或完成设计之前查看最新发布文件。 [2] 有关“缩略版数据手册”的说明见“定义”部分。 [3] 自本文件发布以来，文件中的器件产品状态可能已发生变化；如果存在多个器件，则可能存在差异。欲了解最新产品状态信息，请访问 http://www.nxp.com。 21.2 定义 初稿 - 本文仅为初稿版本。内容仍在内部审查，尚未正式批准，可能会有进 一步修改或补充。恩智浦半导体对本文信息的准确性或完整性不做任何说明 或保证，并对因使用此信息而带来的后果不承担任何责任。 缩略版数据手册 - 缩略版数据手册为产品型号和标题完全相同的完全版数 据手册的节选。缩略版数据手册仅供快速参考使用，不包括详细和完整的信 息。欲了解详细、完整的信息，请查看相关的完整版数据手册，可向当地的 恩智浦半导体销售办事处索取。如完整版与缩略版存在任何不一致或冲突， 请以完整版为准。 产品规格 - 产品数据手册中提供的信息和数据规定了恩智浦半导体与其客 户之间约定的产品规格，恩智浦半导体及客户另行书面说明时除外。在任何 情况下，若协议认为恩智浦半导体产品需要具有超出产品数据手册规定的功 能和质量，则该协议无效。 21.3 免责声明 有限担保与责任 - 本文中的信息据信是准确和可靠的。但是，恩智浦半导体 对此处所含信息的准确性或完整性不做任何明示或暗示的声明或保证，并对 因使用此信息而带来的后果不承担任何责任。若文中信息并非来自恩智浦半 导体，则恩智浦半导体对该信息的内容概不负责。 在任何情况下，对于任何间接性、意外性、惩罚性、特殊性或后果性损害（包 括但不限于利润损失、积蓄损失、业务中断、因拆卸或更换任何产品而产生 的开支或返工费用），无论此等损害是否基于侵权行为（包括过失）、保证、 违约或任何其他法理，恩智浦半导体均不承担任何责任。 对于因任何原因给客户带来的任何损害，恩智浦半导体对本文所述产品的总 计责任和累积责任仅限于恩智浦半导体 商业销售条款和条件所规定的范围。 适宜使用 - 恩智浦半导体产品并非设计、授权或担保适合用于生命保障、生 命关键或安全关键系统或器件，亦非设计、授权或担保适合用于在恩智浦半 导体产品失效或故障时可导致人员受伤、死亡或严重财产或环境损害的应用。 恩智浦半导体及其供应商对在此类设备或应用中加入和/或使用恩智浦半导 体产品不承担任何责任，客户需自行承担因加入和/或使用恩智浦半导体产 品而带来的风险。 应用——本文档所述任何产品的应用只用于例证目的。此类应用如不经进一 步测试或修改用于特定用途，恩智浦半导体对其适用性不做任何声明或保证。 客户负责自行利用恩智浦半导体产品进行设计和应用，对于应用或客户产品 设计，恩智浦半导体无义务提供任何协助。客户须自行负责检验恩智浦半导 体的产品是否适用于客户的规划应用和产品，以及是否适用于其第三方客户 的规划应用和使用。客户须提供适当的设计和操作安全保障措施，以尽可能 降低与应用和产品相关的风险。 对于因客户的应用或产品中的任何缺陷或故障，或者客户的第三方客户的应 用或使用导致的任何故障、损害、费用或问题，恩智浦半导体均不承担任何 责任。客户负责对自己基于恩智浦半导体的产品的应用和产品进行所有必要 测试，以避免这些应用和产品或者客户的第三方客户的应用或使用存在任何 缺陷。恩智浦不承担与此相关的任何责任。 限值 - 超过一个或多个限值（如 IEC 60134 绝对最大额定值体系所规定）会 给器件带来永久性损坏。限值仅为强度额定值，若器件工作于这些条件下或 者超过“建议工作条件部分”（若有）或者本文档“特性”部分规定的条件 下，则不在担保范围之内。持续或反复超过限值将对器件的质量和可靠性造 成永久性、不可逆转的影响。 商业销售条款和条件 - 除非有效书面单项协议另有规定，恩智浦半导体的产品的 销售遵循关于商业销售的一般条款和条件 （见 http://www.nxp.com/profile/terms） 。 如果只达成了单项协议，则该协议的条款和条件适用。恩智浦半导体特此明 确反对，应用客户就其购买恩智浦半导体产品而制定的一般条款和条件。 无销售或许可要约 - 本文档中的任何信息均不得被理解或解释为对承诺开 放的销售产品的要约，或者授予、让与或暗示任何版权、专利或其他工业或 知识产权的任何许可。 修改权利 - 恩智浦半导体保留对本文所发布的信息（包括但不限于规格和产 品说明）随时进行修改的权利，恕不另行通知。本文档将取代并替换之前就 此提供的所有信息。 PCF8563 产品数据手册 本文档中所有信息均受法律免责声明保护。 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 © 恩智浦半导体 2015.保留所有权利。 41，共 45 页 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 出口管制 — 本文档以及此处说明的产品可能受出口法规的管制。出口可能 需要事先经主管部门批准。 非汽车应用产品 - 除非本数据手册明确表示，恩智浦半导体的本特定产品适 用于汽车应用，否则，均不适用于汽车应用。未根据汽车测试或应用要求进 行验证或测试。对于在汽车器件或应用中包括和/或使用非汽车应用产品的 行为，恩智浦半导体不承担任何责任。 客户将产品用于设计导入以及符合汽车规范和标准的汽车应用时，客户须(a) 使用产品但恩智浦半导体不对产品的此等汽车应用、用途和规范作任何保证； 并且(b)若客户超越恩智浦半导体规范使用汽车应用产品，须自行承担所有 风险；并且(c)对于因客户设计以及客户超出恩智浦半导体标准保证范围和恩 智浦半导体产品规范使用汽车应用产品而导致的任何责任、损害或产品故障 索赔，客户须免除恩智浦半导体的全部责任。 翻译——非英文（翻译）版的文档仅供参考。如翻译版与英文版存在任何差 异，以英文版为准。 21.4 商标 注意：所有引用的品牌、产品名称、服务名称以及商标均为其各自所有者的 资产。 I2C 总线 — 该徽标是恩智浦半导体的商标。 22. 联系信息 更多详情，请访问：http://www.nxp.com 欲咨询销售办事处地址，请发送电子邮件至：salesaddresses@nxp.com PCF8563 产品数据手册 本文档中所有信息均受法律免责声明保护。 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 © 恩智浦半导体 2015.保留所有权利。 42，共 45 页 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 23. 表 表 1. 表 2. 表 3. 表 4. 表 5. 表 6. 表 7. 表 8. 表 9. 表 10. 表 11. 表 12. 表 13. 表 14. 表 15. 表 16. 表 17. 表 18. 表 19. 表 20. 表 21. 表 22. 表 23. 表 24. 表 25. 表 26. 表 27. 表 28. 表 29. 表 30. 表 31. 表 32. 表 33. 表 34. 订购信息 ....................................................... 2 标记代码 ....................................................... 2 引脚说明 ....................................................... 5 格式化寄存器概述 ......................................... 6 Control_status_1 - 控制和状态寄存器 1（地址 00h）位描述.................................................. 7 Control_status_2 - 控制和状态寄存器 2（地址 01h）位描述.................................................. 7 INT 操作（位 TI TP =1）[1] ............................ 9 VL_seconds - 秒和时钟完整状态寄存器（地址 02h）位描述.................................................. 9 秒按 BCD 格式编码 ....................................... 9 Minutes - 分钟寄存器（地址 03h）位描述 .. 10 Hours - 小时寄存器（地址 04h）位描述 ..... 10 Days - 天数寄存器（地址 05h）位描述 ....... 10 Weekdays - 周天数寄存器（地址 06h）位描述 .................................................................... 11 周天数分配 .................................................. 11 Century_months - 世纪标志和月份寄存器（地 址 07h）位描述 ........................................... 11 BCD 格式的月份分配 .................................. 11 Years - 年份寄存器(08h)位描述 .................. 12 Minute_alarm - 分报警寄存器（地址 09h）位 描述............................................................. 13 Hour_alarm - 小时报警寄存器（地址 0Ah）位 描述............................................................. 14 Day_alarm - 天数报警寄存器（地址 0Bh）位描 述 ................................................................ 14 Weekday_alarm - 周天数报警寄存器（地址 0Ch）位描述 ............................................... 14 CLKOUT_control - CLKOUT_control 寄存器 （地址 0Dh）位描述 ................................... 15 定时器控制 - 定时器控制寄存器（地址 0Eh） 位描述 ......................................................... 16 定时器 - 定时器值寄存器（地址 0Fh）位描述 .................................................................... 16 定时器寄存器位值范围 ................................ 16 STOP 位释放后，时间电路第一次增加 ....... 19 寄存器复位值[1] ............................................ 20 限值............................................................. 27 静态特性 ..................................................... 28 动态特性 ..................................................... 30 SnPb 共晶工艺（J-STD-020D） ................. 37 无铅工艺（J-STD-020D） .......................... 37 缩略词 ......................................................... 38 修订记录 ..................................................... 40 PCF8563 产品数据手册 本文档中所有信息均受法律免责声明保护。 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 © 恩智浦半导体 2015.保留所有权利。 43，共 45 页 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 24. 图 图 1. 图 2. 图 3. 图 4. 图 5. 图 6. 图 7. 图 8. 图 9. 图 10. 图 11. 图 12. 图 13. 图 14. 图 15. 图 16. 图 17. 图 18. 图 19. 图 20. 图 21. 图 22. 图 23. 图 24. 图 25. 图 26. 图 27. 图 28. 图 29 图 30. 图 31 图 32. PCF8563 功能框图 ....................................... 3 HVSON10 的引脚配置(PCF8563BS) ............ 4 SO8 的引脚配置(PCF8563T) ........................ 4 TSSOP8 的引脚配置(PCF8563TS) ............... 4 中断方案 ....................................................... 8 掉电检测 ..................................................... 10 时间功能的数据流 ....................................... 12 读/写操作的访问时间................................... 13 报警功能的功能框图.................................... 15 STOP 位功能框图 ....................................... 18 STOP 位释放时间 ....................................... 18 POR 覆盖顺序 ............................................. 20 位传输 ......................................................... 21 START 和 STOP 条件的定义 ...................... 21 系统配置 ..................................................... 22 I2C 总线上的确认......................................... 22 从机地址 ..................................................... 23 主机发送至从机接收器（写模式） .............. 23 主机在设置寄存器地址后读取（写寄存器地 址；读数据） .............................................. 24 主机在首个字节后立即读取从机（读模式） 24 接口看门狗定时器 ....................................... 25 器件二极管保护框图.................................... 26 电流 IDD 与电源电压 VDD 呈函数关系；CLKOUT 已禁用 ......................................................... 29 电流 IDD 与电源电压 VDD 呈函数关系；CLKOUT = 32 kHz...................................................... 29 电流 IDD 与温度 T 呈函数关系；CLKOUT = 32 kHz.............................................................. 30 频率偏移与电源电压 VDD 呈函数关系........... 30 I2C 总线时序波形......................................... 31 应用电路图 .................................................. 32 PCF8563BS 的 SOT650-1 (HVSON10)封装 33 PCF8563T 的 SOT96-1 (SO8)封装 ............. 34 PCF8563TS 的 SOT505-1 (TSSOP8)封装 .. 35 大小元件的温度曲线.................................... 38 PCF8563 产品数据手册 本文档中所有信息均受法律免责声明保护。 第 11 版——2015 年 10 月 26 日 © 恩智浦半导体 2015.保留所有权利。 44，共 45 页 PCF8563 恩智浦半导体 实时时钟/日历 25. 目录 确认................................................................ 22 I2C 总线协议 ................................................... 23 定址................................................................ 23 时钟和日历的读写周期 ................................... 23 接口看门狗定时器 .......................................... 25 1. 简介..................................................................... 1 2. 特性和优势 .......................................................... 1 3. 应用..................................................................... 1 4. 订购信息 ............................................................. 2 9.4 9.5 9.5.1 9.5.2 9.6 5. 标示..................................................................... 2 10. 内部电路 ........................................................... 26 6. 功能框图 ............................................................. 3 11. 限值 .................................................................. 27 7. 引脚配置信息 ...................................................... 4 12. 静态特性 ........................................................... 28 13. 动态特性 ........................................................... 30 14. 应用信息 ........................................................... 32 7.1 7.2 8. 8.1 8.2 8.3 8.3.1 8.3.2 8.3.2.1 8.4 8.4.1 8.4.1.1 8.4.2 8.4.3 8.4.4 8.4.5 8.4.6 8.4.7 8.5 8.6 8.6.1 8.6.2 8.6.3 8.6.4 8.6.5 8.7 8.8 8.8.1 8.8.2 8.9 8.9.1 8.10 8.11 8.11.1 9. 9.1 9.2 9.3 引脚配置 ........................................................... 4 引脚说明 ........................................................... 5 功能说明 ............................................................. 6 CLKOUT 输出................................................... 6 寄存器结构 ....................................................... 6 控制寄存器 ....................................................... 7 Control_status_1 寄存器 .................................. 7 Control_status_2 寄存器 .................................. 7 中断输出 ........................................................... 8 时间和数据寄存器 ............................................ 9 VL_seconds 寄存器 .......................................... 9 掉电检测器和时钟监视器 ................................ 10 Minutes 寄存器 ............................................... 10 Hours 寄存器 .................................................. 10 Days 寄存器 ................................................... 10 Weekdays 寄存器 ........................................... 11 Century_months 寄存器 ................................. 11 Years 寄存器 .................................................. 12 设置和读取时间 .............................................. 12 报警寄存器 ..................................................... 13 Minute_alarm 寄存器 ...................................... 13 Hour_alarm 寄存器 ......................................... 14 Day_alarm 寄存器 .......................................... 14 Weekday_alarm 寄存器 .................................. 14 报警标志 ......................................................... 14 CLKOUT_control 寄存器和时钟输出 .............. 15 定时器功能 ..................................................... 16 Timer_control 寄存器...................................... 16 寄存器定时器.................................................. 16 EXT_CLK 测试模式 ........................................ 17 操作实例： ..................................................... 17 STOP 位功能 .................................................. 18 复位 ................................................................ 19 上电复位(POR)覆盖。 .................................... 20 14.1 14.1.1 14.1.2 14.1.3 石英频率调整 ................................................. 32 方法 1：固定振荡器电容 ................................ 32 方法 2：OSCI 微调器 ..................................... 32 方法 3：OSCO 输出 ....................................... 32 15. 封装尺寸 ........................................................... 33 16. 搬运信息 ........................................................... 36 17. SMD 封装焊接 .................................................. 36 17.1 17.2 17.3 17.4 焊接简介 ........................................................ 36 波峰和回流焊 ................................................. 36 波峰焊 ............................................................ 37 回流焊 ............................................................ 37 18. 缩略词 ............................................................... 38 19. 参考文献 ........................................................... 39 20. 修订记录 ........................................................... 40 21. 法律信息 ........................................................... 41 21.1 21.2 21.3 21.4 数据手册状态 ................................................. 41 定义................................................................ 41 免责声明 ........................................................ 41 商标................................................................ 42 22. 联系信息 ........................................................... 42 23. 表 ...................................................................... 43 24. 图 ...................................................................... 44 25. 目录 .................................................................. 45 I2C 总线的特性 .................................................. 21 位传输 ............................................................ 21 START 和 STOP 条件 .................................... 21 系统配置 ......................................................... 21 注意：关于本文档及相关产品的重要说明详见“法律信息”一节。 © 恩智浦半导体 2015. 保留所有权利。 更多详情，请访问：http://www.nxp.com 欲咨询销售办事处地址，请发送电子邮件至：salesaddresses@nxp.com 发布日期：2015 年 10 月 26 日 文档号：PCF8563