DS1302

ＨＬＦ１３０２ 带３１字节非易失性静态ＲＡＭ的串行实时时钟 产品简介： ＨＬＦ１３０２可慢速充电实时时钟芯片包含实时时钟／日历和３１字节的非易失性静态ＲＡＭ。它经过一 个简单的串行接口与微处理器通信。实时时钟／日历可对秒，分，时，日，周，月，和年进行 计数，对于小于３１天的月，月末的日期自动进行调整，还具有闰年校正的功能。时钟可以采 用２４小时格式或带ＡＭ（上午）／ＰＭ（下午）的１２小时格式。３１字节的ＲＡＭ可以用来临时保存一 些重要数据。使用同步串行通信，简化了ＨＬＦ１３０２与微处理器的通信。与时钟／ＲＡＭ通信仅需３ 根线：（１）ＲＳＴ（复位），（２）Ｉ／Ｏ（数据线）和（３）ＳＣＬＫ（串行时钟）。数据可以以每次 一个字节的单字节形式或多达３１字节的多字节形式传输。ＨＬＦ１３０２能在非常低的功耗下工作， 消耗小于１μＷ的功率便能保存数据和时钟信息。 产品特点： －可对秒，分，时，日，周，月以及带闰年补偿的年进行计数　 －简单的３线接口与单片机通信　　　　 －用于高速数据暂存的３１字节非易失性ＲＡＭ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 －ＴＴＬ兼容（ＶＣＣ＝５Ｖ） －宽工作电源电压范围：２．０Ｖ～５．５Ｖ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 －工业温度范围－４０℃至＋８５℃　　　　 －２．５Ｖ时耗电小于３００ｎＡ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 －封装形式：ＤＩＰ８和ＳＯＰ８ －用于时钟或ＲＡＭ数据读／写的单字节或多字节数据传送方式 产品应用： －便携仪器 －移动电话 －复费率电度表、ＩＣ卡水表、ＩＣ卡煤气表 管脚说明： １ ＨＬＦ１３０２ 图１：ＨＬＦ１３０２内部框图 极限参数 注：极限参数是指无论在任何条件下都不能超过的极限值。如果超过此极限值，将有可能 造成产品劣化等物理性损伤；同时在接近极限参数下，不能保证芯片可以正常工作。 推荐直流运行条件（ ＴＡ＝０℃～７０℃） ２ ＨＬＦ１３０２ 电容（ＴＡ＝２５℃） 电特性 直流电特性（０℃至７０℃；ＶＣＣ＝２．５Ｖ至５．５Ｖ） ３ ＨＬＦ１３０２ 交流电特性（ＴＡ＝０℃至７０℃：ＶＣＣ＝＋５Ｖ±１０％） 时序图：读数据 ４ ＨＬＦ１３０２ 时序图：写数据 典型应用电路图 使用说明： 串行时钟芯片的主要组成部分示于图１：移位寄存器控制逻辑，振荡器，实时时钟 以及ＲＡＭ。工作原理：如图所示，ＲＳＴ信号有效后，移位寄存器单元会在ＳＣＬＫ同步脉 冲信号的控制下从Ｉ／Ｏ上串行接收８位指令字节，然后将８位指令字节进行串并转换并 送至ＲＯＭ指令译码单元。由ＲＯＭ指令译码单元对８位指令字节进行译码，以决定内部寄 存器的地址以及读写状态。然后在接下来的ＳＣＬＫ　同步脉冲信号的控制下将８位数据写 进或者读出相应的寄存器。数据传送也可以采用多字节方式，先将８位相应的指令字 节写入，然后在连续的ＳＣＬＫ的脉冲信号同步下，将数据字节连续写入或读出日历／时 钟寄存器（或者ＲＡＭ单元）。ＳＣＬＫ脉冲的个数在单字节方式下为８加８，在多字节方式 下为８加最大可达到２４８的数。 ５ ＨＬＦ１３０２ １、命令字节 命令字节示于图２：每一数据传送由命令字节初始化，最高有效位ＭＳＢ（位７）必须为 逻辑１。如果它是零，禁止写ＨＬＦ１３０２。位６为逻辑０指定时钟／日历数据。逻辑１指定 ＲＡＭ数据。位１至５指定进行输入或输出的特定寄存器。最低有效位ＬＳＢ（位０）为逻 辑０指定进行写操作（输入）；逻辑１指定进行读操作（输出）。命令字节总是从最 低有效ＬＳＢ位０开始输入。 ２、复位和时钟控制 通过把ＲＳＴ输入驱动至高电平来启动所有的数据传送。ＲＳＴ输入有两种功能。首先， ＲＳＴ接通控制逻辑，允许地址命令序列送入移位寄存器。其次，ＲＳＴ可以中止数据传 送。数据输入时，在时钟的上升沿数据必须有效，而数据位在时钟的下降沿输出。 如果ＲＳＴ输入为低电平，那么所有的数据传送中止，且Ｉ／Ｏ　引脚变为高阻。数据传送 在图３中说明。上电时，在ＶＣＣ大于或等于２．５Ｖ之前，ＲＳＴ必须为逻辑０，此外，当把 ＲＳＴ驱动至逻辑１的状态时，ＳＣＬＫ必须为逻辑０。 ３、数据输入 跟随在输入写命令字节的８个ＳＣＬＫ周期之后，在下８个ＳＣＬＫ周期的上升沿输入数据。 如果有额外的ＳＣＬＫ周期，它们将被忽略。输入从位０开始。 ４、数据输出 跟随在输入读命令字节的８个ＳＣＬＫ周期之后，在随后的８个ＳＣＬＫ周期的下降沿输出数 据字节。注意，被传送的每一个数据位发生在读命令字节的最后一位之后的第一个 下降沿。只要ＲＳＴ保持为高电平，如果有额外的ＳＣＬＫ周期，它们将重新发送数据字节 。这一操作使之具有连续的多字节方式的读能力。另外，在ＳＣＬＫ的每一个上升沿，Ｉ ／Ｏ引脚为三态。数据从位０开始输出。 ６ ＨＬＦ１３０２ ５、多字节方式 通过对３１（十进制）位地址寻址（地址／命令位于１至５＝逻辑１），可以把时钟／日历或ＲＡＭ 寄存器规定为多字节方式。如前所述，位６规定时钟或ＲＡＭ而位０规定读或写。在时钟＼日 历寄存器中的地址９至３１或ＲＡＭ寄存器中的地址３１不能存储数据。在多字节方式中读或写 从地址０的位０开始。当以多字节方式写时钟寄存器时，必须按数据传送的次序写最先８个 寄存器。但是，当以多字节方式写ＲＡＭ时，为了传送数据不必写所有３１个字节。不管是否 写了全部３１个字节，所写的每一个字节都将传送至ＲＡＭ。 图３：数据传送概要 ６、时钟／日历 如图４所示，时钟／日历包含在７个写／读寄存器内。包含在时钟／日历寄存器内的数据是二－十进 制（ＢＣＤ）码。 ７ ＨＬＦ１３０２ ７、时钟暂停 秒寄存器的位７定义为时钟暂停位。当此位设置为逻辑１时，时钟振荡器停止， ＨＬＦ１３０２被置入低功率的备份方式，其电源消耗小于１００纳安（ｎａｎｏａｍｐ）。当把此位写 成逻辑０时，时钟将启动。 ８、ＡＭ－ＰＭ／１２－２４方式 小时寄存器的位７定义为１２或２４小时方式选择位。当它为高电平时，选择１２小时方式 ，在１２小时方式下，位５是ＡＭ／ＰＭ位，此位为逻辑高电平表示ＰＭ。在２４小时方式下，位５ 是第２个１０小时位（２０－２３时）。 ９、写保护寄存器 写保护寄存器的位７是写保护位。开始７位（位０－６）置为零，在读操作时总是读出零 。在对时钟或ＲＡＭ进行写操作之前，位７必须为零。当它为高电平时，写保护位禁止对 任何其它寄存器进行写操作。 １０、慢速充电（Ｔｒｉｃｋｌｅｃｈａｒｇｅ）寄存器 这个寄存器控制ＨＬＦ１３０２的慢速充电特性。图４的简化电路表示慢速充电器的基本组 成。慢速充电选择（ＴＣＳ）位（位４－７）控制慢速充电器的选择。为了防止偶然的因素 使之工作，只有１０１０模式才能使慢速充电器工作，所有其它的模式将禁止慢速充电器 。ＨＬＦ１３０２上电时，慢速充电器被禁止。二极管选择（ＤＳ）位（位２－３）选择是一个二 极管还是两个二极管连接在Ｖｃｃ２与Ｖｃｃ１之间。如果ＤＳ　为０１，那么选择一个二极管；如 果ＤＳ为１０，则选择两个二极管。如果ＤＳ为００或１１，那么充电器被禁止，与ＴＣＳ无关。ＲＳ 位（位０－１）选择连接在Ｖｃｃ２与Ｖｃｃ１之间的电阻。电阻选择（ＲＳ）位选择的电阻如下： ８ ＨＬＦ１３０２ 图４：ＨＬＦ１３０２可编程慢速充电器 如果ＲＳ为００，充电器被禁止，与ＴＣＳ无关。 二极管和电阻的选择用户根据电池和超容量电容充电所需的最大电流决定。最大充 电电流可以如下列所说明的那样进行计算。假定５Ｖ系统电源加到Ｖｃｃ２而超容量电容 接至Ｖｃｃ１。再假设慢速充电器工作时在Ｖｃｃ２和Ｖｃｃ１之间接有一个二极管和电阻Ｒ１。 因而最大电流可计算如下： Ｉｍａｘ＝（５．０Ｖ－二极管压降）／Ｒ１ 　　　＝（５．０Ｖ－０．７Ｖ）／２ｋΩ 　　　　　　　　＝２．２ｍＡ 显而易见，当超容量电容充电时，Ｖｃｃ２和Ｖｃｃ１之间的电压减少，因而充电电流将会减小。 １１、时钟／日历多字节（Ｂｕｒｓｔ）方式 时钟／日历命令字节可规定多字节工作方式。在此方式下，最先８个时钟／日历寄存 器可以从地址０　的第０位开始连续地读或写（见图４）。当指定写时钟／日历的多字 节方式时，如果写保护位设置为高电平，那么没有数据会传到８个时钟／日历寄存器 （包括控制寄存器）中的任一个。在多字节方式下，慢速充电器时不可访问的。 １２、ＲＡＭ 静态ＲＡＭ是ＲＡＭ地址空间中顺序寻址的３１×８字节。 ９ ＨＬＦ１３０２ １３、ＲＡＭ多字节方式 　　　　　　ＲＡＭ命令字节可规定多字节工作方式。在此方式下，可以从地址０的第０位开始顺 序读或写３１字节ＲＡＭ寄存器（见图５）。 １４、寄存器概要 寄存器数据格式概要示于图５． 图５：寄存器地址／定义 １０ ＨＬＦ１３０２ １５、晶振选择 　　　　　　　　　　３２．７６８ｋＨｚ的晶振可通过引脚２和３（Ｘ１和Ｘ２）直接连接至ＨＬＦ１３０２。所 选晶振规定的负载电容量（ＣＬ）应当为６ｐＦ。 １６、电源控制 　　　　　　　Ｖｃｃ１在单电源与电池供电的系统中提供低电源并提供低功率的电池备份。 　　　　　　 Ｖｃｃ２在双电源系统中提供主电源，此时Ｖｃｃ１连接到备份电源，以便在没有 主电源的情况下能保存时间信息以及数据。 HＬＦ１３０２由Ｖｃｃ１或Ｖｃｃ２两者中较大者供电。当Ｖｃｃ２大于Ｖｃｃ１＋０．２Ｖ时， ＨＬＦ１３０２由Ｖｃｃ２供电。当Ｖｃｃ２＋０．２Ｖ　小于Ｖｃｃ１时，ＨＬＦ１３０２由Ｖｃｃ１供电。 　 封装外形尺寸 SOP8 １１ ＨＬＦ１３０２ DIP8 １２