1、 高精度的实时时间芯片 X1288 的原理及应用_接口电路论文接口电路论文摘要：介绍高精度的实时时间芯片 X1288 的主要特点、工作原理及实际应用。给出具体的内部框图、计时精度调节原理、高精度定时的 PB 设计和读写操作的基本程序。关键词：RT X1288 高精度 精度调节引言 X1288 是 Xir 公司最新推出的高精度多功能时间芯片。除了提供高精度的时间外，还提供了片内的 32K8 位的 EEPR、看门狗、2 个警告和备和电源的自动切换、频率输出等大量实用的功能。由于它使用的外部晶振可以选用低价格的 32.768kHz 晶体振荡器，所以芯片的价格便宜。它提供的时间分辨率为 1/100s，
2、以及小于 510 -6 的年变化率，使得它得以在手机、PS 设备、智能仪表、控制装置及其它电子领域中得以广泛的应用，而且还可以作为低精度仪表的时间校准。1 X1288 简介 X1288的引脚如图 1 所示。X1288 共有两种封装形式：一种是 16 引脚的 SI 封装（表面帧式） ，另一种为 14 引脚的 TSSP 封装（双列直插式） 。图 1X1，X2：外接 32.768kHz 晶振的引脚。 RESET：复位信号输出，作为看门狗时使用。Vss ：数字地。SDA：用于串行传输数据的输入与输出双向引脚。引脚为开漏输出，因此需要接上拉电阻，线上的传输速度最高达 400kHz。SL ：串行时钟输入脚
3、。PHZ/IRQ：多功能复用引脚。功能 1可编程的频率输出。可以输出 32.768kHz、100Hz、1Hz 或不激活四种状态。功能 2中断输出。提醒上位机一个定时警告已产生，低电平表示激活。VBAK：后备支撑电源引脚输入端。V：主电源。 N：无内部连接。2 X1288 的内部框图及其工作原理X1288 内部由振荡电路、分频电路、计时单元、晶振补偿单元、时间保存寄存器、警告寄存器、256Kb EEPR、状态寄存器、控制寄存器、串行接口译码器、控制译 码单元、看门狗定时器、低电平复位电路等组成。内部框图如图 2 所示。图 2由于上位机是通过控制 X1288 的各寄存器对芯片进行操作的。因此，主要
4、介绍内部寄存器及实现高精度定时的调节原理。X1288 内部共有可用的寄存器 64 个，其中 0x000x37 和0x3f 已经使用。分别为状态寄存器、时间寄存器、控制寄存器、报警寄存器 0、报警寄存器 1。2.1 主要寄存器介绍状态寄存器（SR）是易失性的，其地址是 03H，命令格式如下：位 7 位 6 位 5 位 4 位 3 位 2 位 1 位 0 缺省值 BATAL1AL000RELELRTF01hBAT：后备电源标志。BAT 为“1 ”，表明器件在使用后备电源。AL1、AL0 ：报警选择位。X1288 中有两个报警寄存器。若其中的某一报警时间与实时时钟相同时，相应的 AL1 和 AL0
5、位将变为“1 ”；当读取 SR 的值后，该位又变为“0” 。REL ：时钟/ 控制寄存器写入控制位。对控制寄存器进行写操作时，必须先使该位为“1” 。EL：控制寄存器和内部的 EEPR 的写入控制位。在对它们进行写操作时，必须先使该位为“1” 。但是要对它进行写，先要写 RE1 位为“1 ”，即先写“02H”到状态寄存器，再写“06H ”到状态寄存器才可以。RTF：掉电标志位。当全部电源包括 V 和 VBAK 失效后，该闰变为“1” ；而在系统再次上电后，如果要对 RT 进行第一次有效写操作，则应首先使该位为“0” 。2.2 计时精度调节原理为了实现高精度的定时，X1288 主要通过芯片内部的
6、晶振补偿单元的数字微调寄存器和模拟微调寄存器来实现。这两个寄存器为非易失性的，掉电之后数据也不会丢失。数字微调寄存器（DTR）应用 3 位DTR2、DTR1 、DTR0 来调节每秒的计算次数和平均错误，获得更好的精度。其中 DTR2 为符号位：DTR2=0，频率补偿为正；DTR2=1，频率补偿为负。DTR1、DTR0 是数值位，DTR1 提供 1010 -6 的调整范围。 DTR0 提供 2010 -6 的调节范围。三个位组合起来提供 -3010 -6 +3010 -6 的调节。模拟微调寄存器（ATR）共有 ATR5ATR0 的 6 个模拟微调位，用于调节芯片内加载电容的大小。加载电容的大小为
7、 3.25pF18.75pF。内部电容大小的计算公式如下：ATR=（ATR value0.25pF）+11.0pF 典型可调节的晶振频率范围上下偏差为+11610 -6-3710 -6。两个微调寄存器相结合，最大可调节+14610 -6，实现高精度的定时微调。图 33 应用 31 X1288 与 PU 连接的原理图 X1288 与 8992 的连接比较简单，如图 3 所示。有点要注意的是，在 SL、SDA 和 RESET 引脚要接上拉电阻。32 为实现高精度定时的 PB 设计由于 X1288 的晶振输入引脚 X1 的输入阻抗非常高，会从电路板上的其它电路中拾取高频信号；同时，输入引脚 X2 接
8、晶振的另外一个引脚，它也是一个敏感节点。另外，高频的噪声信号能够从两个节点注入晶振电路，产生双倍的时钟或杂乱的时钟信号，严重影响定时器的精确定。因此，需要小心设计的电路的布线，以避免哭声信号的拾取。在设计中，连接到 X1、X2 的晶振引脚要尽可能的短，而且最好在晶振周围布上宽的地线，以减少噪声的侵入。但是，在 X1、X2 引脚边要避免布地线，以防止增加 X1、X2 引脚的输入负载电容。还有，在 V 与地线之间一定要接上一个非极性的电容。典型的布线如图 4 所示。33 软件介绍 X1288 与 PU 的接口方式，遵循标准的 I2 总线协议格式。即首先主器件发出启动信号，其次是命令帧、地址帧和数据
9、帧格式。所有的命令、数据和地址字节首先传输最高位。关于 I2 总线的格式在各种论文中已有详细描述。以下是 51 对 X1288 进行基本操作的程序。（1 ）读 X1288 的程序 uhar Read_x1288(vid)/*读一个字节的数据 */ uhar tep=0;uhar Bitunter=8;Sl_x1288=L;dSl_x1288=L;_np_();_np_();Sl_x1288=High;_np_();_np_();if(Sda_x1288) /*如果 Sda=1;*/tep=tep|0x01|; /*tep 的最低位置 1*/elsetep=tep0xfe; /*否则 tep 的
10、最低位清 0*/if(Bitunter-1)tep=tep1;Bitunter-;hile(Bitunter);Sl_x1288=L;return(tep);(2)写 x1288的程序 vid rite_x1288(uhar TepData)/*写数据子程序*/uhar Bitunter=8; /*位数控制*/uhar tep; /*中间变量控制*/tep=TepData;Sl_x1288=L;dSl_x1288=L;_np_();_np_();Sda_x1288=(tep 0x80)?1:0);_np_();_np_();Sl_x1288=High;_np_();_np_();tep=tep1;Bitunter-;hile(Bitunter);Sl_x1288=L;4 小结实验证明，X1288 多功能高精度时间芯片与其它时钟芯片相比，有精度高、功能全、使用灵活简单，性能价格比极高的特点。在实际应用中，作为低精度计时器的校时，也完全可行。它具有很高的应用价值。 下载此论文：高精度的实时时间芯片 X1288 的原理及应用.dx（rd 文档）
