器件介绍

目前，绝大多数时钟系统都采用专用时钟芯片计时。本实例采用PHILIPS公司生产的时钟芯片PCF8563。它内部有16个8位寄存器、1个自增的地址寄存器、1个定时器、1个报警器和1个400kHz的I ² C总线接口。它能提供年、月、日、星期、小时、分钟、秒信息，采用I ² C总线协议设计，与单片机的连接十分简单。

PCF8563具有以下特性。

①在32.768kHz的晶振下工作，提供年、月、日、星期、小时、分钟、秒信息。

②具有世纪标志。

③工作电压范围：1.0～5.5V。

④低休眠电流：典型值为0.25μA（ V _DD =3.0V，Temp=25℃）。

⑤具有400kHz的I ² C接口（ V _DD =1.8～5.5V）。

⑥可编程时钟输出，频率为32.768kHz、1024Hz、32Hz、1Hz。

⑦具有报警和定时功能。

⑧具有掉电检测器。

⑨内部集成振荡器。

⑩具有片内电源复位功能。

⑪I ² C总线从地址：读，0A3H；写，0A2H。

⑫具有开漏中断引脚。

PCF8563的引脚描述如表4-1所示。

PCF8563的引脚排列如图4-2所示。

PCF8563内部有16个8位寄存器，从00开始编址，地址范围是00H～0FH。在这些寄存器中并不是所有的位都可用。地址为00H、01H的寄存器作为控制/状态寄存器，地址为02H～08H的寄存器作为时钟寄存器，地址为09H～0CH的寄存器作为报警寄存器，地址为0DH的寄存器用于控制CLKOUT引脚的输出频率，地址为0EH和0FH的寄存器分别作为定时器控制寄存器和定时器寄存器。报警方式可以是分钟报警、小时报警、日报警、星期报警等。当PCF8563内部某个时钟寄存器被读出时，其他时钟寄存器的内容被锁存，这样可以避免在读取时间的过程中时钟寄存器内部发生变化。

通过读/写PCF8563中的寄存器，可以实现读/写时间、日期及报警值。PCF8563中的寄存器分为两类：一类是控制PCF8563工作的寄存器，如表4-2所示；另一类是用于时间、日期计数的寄存器，如表4-3所示。

控制/状态寄存器1主要用于控制时钟的运行，地址为00H，其格式如表4-4所示。

控制/状态寄存器2主要用于中断控制，包含定时器中断的允许位、报警中断的允许位及中断请求标志位，地址为01H，其格式如表4-5所示。

秒寄存器用于存放当前时间的秒数值，采用BCD码格式，最高位用于指示时钟/日历数据是否可靠。该寄存器的地址为02H，其格式如表4-6所示。

分钟寄存器用于存放当前时间的分钟数值，采用BCD码格式，地址为03H，其格式如表4-7所示。

小时寄存器用于存放当前时间的小时数值，采用BCD码格式，地址为04H，其格式如表4-8所示。

日寄存器用于存放当前日期的日数值，采用BCD码格式。PCF8563根据当前月份自动设置日的最大值，大月为31，小月为30，二月为28，闰年的二月为29。该寄存器的地址为05H，格式如表4-9所示。

月/世纪寄存器用于存放当前日期的月数值，最高位为世纪指示位。该寄存器采用BCD码格式，地址为07H，格式如表4-10所示。

年寄存器用于存放当前日期的年数值，采用BCD码格式，地址为08H，其格式如表4-11所示。

PCF8563有多种报警方式，可以采用分钟报警、小时报警、日报警及星期报警。每种报警方式由对应的寄存器控制，报警寄存器的格式一致，最高位AE表示该报警方式是否有效，其余位表示报警数值，采用BCD码格式。当报警寄存器中写入合法的分钟、小时、日或星期报警数值且相应的AE为0时，若当前的时间数值与之相等，则标志位AF置1，AF值必须由软件清零。若AE为1，则相应的报警将被忽略。各报警寄存器的格式分别如表4-12～表4-14所示。