摘要?。樱模玻玻埃埃牛蹋惺巧钲谂d威帆電子技術(shù)有限公司生產(chǎn)的高實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。本文給出了時(shí)鐘芯片ＳＤ２２００ＥＬＰ與ＡＴｍｅｇａｌ６的接口設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)了ＡＶＲ的ＴＷＩ總線對(duì)ＳＤ２２００ＥＬＰ進(jìn)行時(shí)鐘和Ｅ２ＰＲＯＭ的讀／寫操作的Ｃ語言程序，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和通用性。

　　在提升機(jī)制動(dòng)閘瓦間隙實(shí)時(shí)在線檢測(cè)的設(shè)計(jì)中，需要保存故障時(shí)間和故障數(shù)據(jù)。大部分儀器儀表中都要使用時(shí)鐘芯片，但是很多的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片（如ＰＣＦ８５６３）沒有掉電保護(hù)，須外接晶振和電池，比較麻煩。而深圳興威帆電子技術(shù)有限公司生產(chǎn)的ＳＤ２２００ＥＬＰ是內(nèi)置３２?。耍拢牛玻校遥希偷拇袑?shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，不需要外接器件支持，連線簡(jiǎn)單、可靠，提供的數(shù)據(jù)，斷電后也能繼續(xù)工作。微控制器采用Ａｔｍｅｌ公司的ＡＴｍｅｇａｌ６單片機(jī)，利用ＡＴ－ｍｅｇａｉ６的硬件ＴＷＩ接口可直接對(duì)ＳＤ２２００ＥＬＰ進(jìn)行操作，無需軟件模擬Ｉ２Ｃ方式，使用方便、可靠。

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　?。樱模玻玻埃埃滔盗校òǎ樱模玻玻埃埃拢茫模牛疲蹋校┦且环N具有內(nèi)置晶振、支持Ｉ２Ｃ總線的高實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。ＳＤ２２００ＥＬＰ是ＳＤ２２００Ｌ系列中的一種，該芯片可保證時(shí)鐘為±５ｐｐｍ（在－１０～５０℃下），即年誤差小于２．５ｍｉｎ。芯片內(nèi)置時(shí)鐘調(diào)整功能，可以在很寬的范圍內(nèi)校正時(shí)鐘的偏差；內(nèi)置３２ＫＢ串行非易失性Ｅ２ＰＲＯＭ；可在３．０～５．５Ｖ下工作，擦寫次數(shù)可達(dá)１００萬次，數(shù)據(jù)保存時(shí)間為十年；內(nèi)置性電池，可保證在外部掉電情況下時(shí)鐘使用壽命超過五年。ＳＤ２２００Ｌ系列內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖ｌ所示。

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　　ＳＤ２２００ＥＬＰ既有實(shí)時(shí)芯片的功能，又可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)到內(nèi)置Ｅ２ＰＲＲＯＭ中。因?yàn)椋樱模玻玻埃埃牛蹋惺牵桑玻每偩€接口方式，所以其硬件接口設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)單，可以大大簡(jiǎn)化單片機(jī)外圍器件。ＡＶＲ的ＴＷＩ總線實(shí)質(zhì)上就是Ｉ２Ｃ總線，只是名稱不一樣。圖２中ＩＮＴｌ腳為ＳＤ２２００ＥＬＰ的定時(shí)中斷輸出，與ＡＴｍｅｇａｌ６的外部中斷ＩＮＴｌ相連接（ＩＮＴｌ配置為下降滑觸發(fā)方式），ＳＤＡ、ＳＣＬ為兩線式串行引腳，分別與ＡＴｍｅｇａｌ６的ＴＷｌ（ＰＣｌ、ＰＣＯ）相連。

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　　如果外圍器件是Ｉ２Ｃ接口類型，而單片機(jī)沒有Ｉ２Ｃ接口，那么必須用軟件模擬的方式來實(shí)現(xiàn)。ＡＶＲ單片機(jī)功能很強(qiáng)，它帶有ＴＷＩ接口，可以直接利用ＡＴｍｅｇａｌ６的硬件Ｉ２Ｃ接口來對(duì)外圍Ｉ２Ｃ器件進(jìn)行操作，非常方便、有效。這樣可以節(jié)省模擬Ｉ２Ｃ程序，為用戶編程省去很多麻煩。下面是使用ＡＴｍｅｇａｌ６對(duì)內(nèi)置Ｅ２ＰＲＯＭ的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片ＳＤ２２００ＥＬＰ讀／寫的程序設(shè)計(jì)，均是在ＩＣＣＡＶＲ開發(fā)環(huán)境下編寫。

　?。常薄。粒裕颍睿澹纾幔欤兜模裕祝煽偩€接口

　　兩線接口ＴＷＩ很適合于典型的處理器應(yīng)用。ＴＷＩ協(xié)議允許系統(tǒng)設(shè)計(jì)者只用兩根雙向傳輸線就可以將１２８?jìng)€(gè)不同的設(shè)備互連到一起。這兩根線是時(shí)鐘線ＳＣＬ和數(shù)據(jù)線ＳＤＡ。外部硬件只需２個(gè)上拉電阻，每根線上１個(gè)。所有連接到總線上的設(shè)備都有自己的地址。ＴＷＩ協(xié)議解決了總線仲裁的問題，ＴＷＩ總線的連接如圖３所示。

　?。裕祝煽偩€可以工作于４種不同的模式：主機(jī)發(fā)送器（ＭＴ）、主機(jī)接收器（ＭＲ）、從機(jī)發(fā)送器（ＳＴ）以及從機(jī)接收器（ＳＲ）。在后面將介紹的連續(xù)讀Ｅ２ＰＲＯＭ操作中就使用了ＭＴ和ＭＲ模式。

　?。常病?shí)時(shí)時(shí)鐘讀取

　　實(shí)時(shí)時(shí)鐘操作指令格式如下：

　　其中高４位稱為“器件代碼”，它代表實(shí)時(shí)時(shí)鐘的器件地址，固定為“０１１０”。Ｃ２、Ｃ１、Ｃ０構(gòu)成對(duì)實(shí)時(shí)時(shí)鐘操作的８條指令。

　　實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)寄存器是一個(gè)５６位的存儲(chǔ)器，它以ＢＣＤ碼方式存儲(chǔ)，包括年、月、日、星期、時(shí)、分、秒的數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的讀／寫操作都通過發(fā)送或接收年（實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)讀寫方式１）數(shù)據(jù)的位“ＬＳＢ”開始執(zhí)行的。

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　?。樱模玻玻埃埃牛蹋械模牛玻校遥希筒僮髦噶钆c實(shí)時(shí)時(shí)鐘的器件代碼是不一樣的。當(dāng)ＣＰＵ要對(duì)ＳＤ１２２００Ｌ中的Ｅ２ＰＲＯＭ進(jìn)行操作時(shí)，首先發(fā)出開始信號(hào)給ＳＤ２２００Ｌ，然后ＣＰＵ發(fā)出包括４位器件代碼１０ｌＯ、３位頁選碼０００、１位讀／寫指令的８位數(shù)據(jù)（即“從器件地址”）。一位讀／寫指令表明進(jìn)行何種操作（讀操作為１，寫操作為Ｏ）。其格式如下：

　　３．３．１　對(duì)Ｅ２ＰＲＯＭ的頁寫操作

　　寫操作可分為：?jiǎn)巫止?jié)寫操作和頁寫操作。單字節(jié)寫操作指每次只寫入一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)；頁寫操作指可以寫入多個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。值得注意的是，ＳＤ２２００Ｌ是一個(gè)系列，不同類型對(duì)應(yīng)著不同數(shù)量的Ｅ２ＰＲＯＭ。例如在頁寫操作下，ＳＤ２２００ＥＬＰ單個(gè)寫周期內(nèi)Ｅ２ＰＲＯＭ可以被寫入６４字節(jié)的數(shù)據(jù)。在某監(jiān)測(cè)儀器應(yīng)用中，需要保存故障值和故障發(fā)生時(shí)間，故采用頁寫方式。頁寫Ｅ２ＰＲＯＭ程序流程圖如圖４所示。

　?。常常。病?duì)Ｅ２ＰＲＯＭ連續(xù)讀操作

　　讀操作有３種方式：立即地址讀操作、隨機(jī)地址讀操作和連續(xù)讀操作。ＡＴｍｅｇａｌ６為完成從ＳＤ２２００ＥＬＰ內(nèi)置串行Ｅ２ＰＲＯＭ中讀取數(shù)據(jù)，必須將幾種ＴＷＩ模式組合起來。由于內(nèi)置Ｅ２ＰＰＲＯＭ的存儲(chǔ)容量大小不同，因此在進(jìn)行讀操作時(shí)，其操作方式有所不同。在查詢故障值和故障時(shí)間時(shí)，需要讀出保存在Ｅ２ＰＲｏＭ的數(shù)據(jù)，故采用連續(xù)讀操作。與頁寫操作類似，ＳＤ２２００ＥＬＰ多連續(xù)讀６４字節(jié)的數(shù)據(jù)。連續(xù)讀操作程序流程圖如圖５所示。

　　讀／寫Ｅ２ＰＲＯＭ需用到的５個(gè)公用函數(shù)：

　　４　總結(jié)

　?。樱模玻玻埃埃牛蹋锌梢苑奖愕亟Y(jié)合ＡＶＲ單片機(jī)的ＴＷＩ總線實(shí)現(xiàn)日期顯示功能。并且因其內(nèi)置３２?。耍拢牛玻校遥希?，可以保存時(shí)間和相應(yīng)數(shù)據(jù)；具有電路簡(jiǎn)單、占用資源少、程序簡(jiǎn)潔、調(diào)試方便、功耗低等特點(diǎn)。經(jīng)過實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行證實(shí)了該設(shè)計(jì)方法是可靠、有效的。對(duì)本文的設(shè)計(jì)方案和程序稍加修改后，可以用在各種需要此功能的數(shù)字控制和監(jiān)控檢測(cè)系統(tǒng)中