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在智能化仪器仪表中，往往需要走时准确的实时时钟为
多通道数据采集、定时及实时控制提供精确的时间基准和同
步信号。目前，实现实时时钟的方法主要有软件时钟(由软
件计时实现)、硬件时钟(由硬件时钟芯片实现)、gps时钟
(由全球**系统提供)等。软件时钟具有硬件开销小、
成本低、外围电路简单等优点。但由于时钟是靠软件延时实
现的，运行过程中不仅要占用大量的cpu时间，而且计时精
度低、走时误差较大，在智能化仪器仪表中很少采用。gps
(全球**系统)提供的实时时钟信号虽然具有相当高
的精度，但由于gps产品成本高，在普通智能化仪器仪表中
很少采用。本文介绍一种较新的实时时钟芯片ds12c887及
其与at89c51单片机的软硬件接口。1 ds12c887的特点及引脚描述
ds12c887是由美国达拉斯半导体公司推出的cmos并
行实时时钟芯片，它与目前微型计算机主机板中普遍采用的
mc146818、ds12887时钟芯片引脚完全兼容，可以直接替
换。ds12c887将时钟电路、晶振及其外围电路、锂电池及其
相关电路等嵌装成一体，并具有与微处理器的并行接口，可
方便地用于对时钟精度要求较高的智能化仪器仪表中。ds12c887的主要功能特点有：
(1)内含锂电池。当外电源电压降到3 v以下时，时钟
自动将电源切换到由芯片内部锂电池供电，在外电源断电的
收稿日期：2002—05～20
作者简介：宋雨潭(1972一)，女，吉林长春人，工程师。情况下，时钟可以连续运行10 a而不丢失数据。(2)具有秒、分、时、日、月、年、世纪、星期计时及闰年自
动校正功能。(3)可根据用户需要选择24／12 h运行方式和夏令时运
行方式。(4)由硬件选择motorola和intel总线时序，便
于和不同的微处理器相连接。(5)内含128字节掉电保持ram单元，其中10字节用
于存储时钟日历和报警信息，4字节用于状态控制寄存器，其
余i14字节供用户存储需要掉电保持的信息和数据。(6)有3个可编程中断源，可与各种微处理器中断系统
相连接。(7)有一个可编程方波信号输出引脚，根据用户需要输
出不同频率的方波信号。ds12c887引脚排列见图1，ds12c887各引脚功能见表
1。表1 ds1287引脚功能描述
管脚号 标识符 主要功能
motorola与i l总线时序选择
1 mot mot=1：m i、[)r01 a总线时序
mot=0：intel总线时序
2、3、16
nc 保留(空闲)
2u 一22
4—11 aeo—ad7 双向地址／数据复用总线
2 1381212887状态控制寄存器
1381212887内部存储器组织见图2。下面着重介绍影响
ds12c887功能和工作状态的状态控制寄存器a—d。vcc
sqw
nc
nc
nc
tii
reset
ds
nc
r／w
as
cs
地址 内容
ooh 秒
01h 秒报警
02h 分
03h 分报警
04h 时
05h 时报警
06h 星期
07h 日
o8h 月
09h 往
0ah 寄存器a
0bh 寄存器b
0ch 寄存器c
0dh 寄存器d
0eh 用户数据区
i i
7fh 用户数据区
图1 ds12(2887引脚排列
(1)状态控制寄存器a(地址xxoah)
bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bitl bito
uip dv2 dvl dv0 rs3 rs2 rsl rso
uip：数据更新标志位。uip=1，数据更新转换将很快
发生。uip：0，数据更新转换将在244 以后发生。dv0一dv2：内部晶振控制位。为防止ds12c887内部
锂电池在装入系统前被消耗，用户可以通过软件设置dv0一
dv2将内部晶振关闭。只有当dv0=0，dv1=i，dv2：0
时才打开内部晶振允许计时。rs3一rs0：sqw 方波输出和周期中断频率选择控制
位。不同的组合用于选择不同的输出方波频率和中断周期。具体组合见表2。表2 周期性中断周期和方波频率选择表
状态控制寄存器a不受复位信号的影响，除uip位以
外，其它各位均可进行读写操作。(2)状态控制寄存器b(地址)()(0bh)
状态控制寄存器b用于控制ds12c887的工作状态。每一位均可进行读写操作。bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bitl kto
set pie aie uie wqwe d／m 24[12 溉
set：更新控制位。set：0，芯片每秒走时一次。set：1，
禁止时间更新。当对芯片时间和日期进行设置时，应由软件
将set位置1，设置完毕时再将其清零。pie、aie、uie：周期中断、报警中断、更新结束中断允
许位。当某一位或几位为1时，允许芯片由irq引脚发出中
断申请信号。sqwe：可编程方波输出允许位。当该位置1时，sqw
引脚按状态控制寄存器a中选定的频率输出方波信号。dm：二进制／bcd数据格式选择位。dm=1，数据以二
进制格式存储；dm=0，数据以bcd格式存储。24／12：24／12 h模式选择位。该位置1选择24 h计时方
式，该位清零选择12 h计时方式。dse：夏时制选择位。dse=1。夏时制自动调整；dse=
0，不使用夏时制。(3)状态控制寄存器c(地址xxoch)
状态控制寄存器c的各位用于指示芯片的工作状态。bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bitl bito
irqp pf vf 0 0 0 0
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第3期 宋雨潭．ds12c887及其在智能化仪器仪表中的应用
irqf：中断申请标志位。当该位为1时，irq输出低电平，
向cpu发中断申请信号。使irqf=1的逻辑表达式为：
irqf=pf*pie 十af*aie 十uf*uie。pf、af、uf：周期中断、报警中断、更新周期结束中断标
志位。当某一中断条件满足时相应标志位被置1。bit0一bit3：保留标志位。这些位读出值始终为0，并且
不允许用户写入。(4)状态控制寄存器d(地址xxodh)
d寄存器只有vrt位可用，该位用于指示芯片内锂电
池的工作状态。正常时vrt=1，锂电池耗尽时vrt=0，此
时读出的数据无效。该寄存器的其它各位均为厂家保留位，
读出值始终为零，不允许用户向这些位写入数据。bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bitl bito
vrt 0 0 0 0 0 0 0
3 13812(2887与a 9c51单片机的接口
at89c51是美国atmel公司生产的具有mcs51内核
的8位单片机产品。该单片机具有时钟频率高(最24
mhz)、运行速度快、内含4kb eeprom、p0口驱动能力强
(最大20ma)等特点，在智能化仪器仪表中得到了广泛的应
用。在某智能化仪器中13812(2887与at89c51的接口电路
部分如图3所示。5 v
i k
502
图3 ds12c887与a1 9c5l接el电路
由硬件连接图可知13812(2887内部存储器起始地址为
7f00h，时间、日历及报警信息分别存储在7f00h一7f09h
单元中，状态控制寄存器a—d 的地址分别为：7foah、
7fobh、7f0ch、7f0dh。4 13812(2887编程
由at89c51和13812(2887构成的时问获取电路的初始
89
化程序如下：
xbyte[0x7f00十0x0b]=0x82；xbyte[0x7f00十0xoa]=0xa0；xbyte[0x7f00十0x0a]=0x20；xbyte[0x7f00十0x0b]=0x02；所有的中断禁止，24 h制，bcd码格式*／
以下为获取时间程序
unsigned char data time-c~tuw，time-year，time—month，
time-date，time-week；unsigned char data time-hour，time-minute，time-second；if((xbyte[0x7f00十0x0a]&0x80)!0)
{time-century=xbyte[0x7f00+0x32]；读取世纪
t’ime-year=xbyte[0x7f00十0x90]；读取年份*／
time-month=
xbyi'e[0x7f00+0x08]；读取月份*／
time-date=xbyte[0x7f00+0x07]；读取日期*／
time-week=xbyte[0x7f00+0x06]；读取星期*／
time-hour=xbyte[0x7f00+0x04]；读取小时*／
time-m；nute=xbyte[0x7f00+0x02]；读取分钟*／
time-second=xbyte[0x7f00+0x00]；读取秒钟*／
}
5 i]sl2c887应用注意事项
(1)ds12c887具有报警中断功能。当报警中断时间写
入相应的时、分、秒报警单元时，报警中断每天准时发生一
次。当在三个报警单元中插入一个或多个不关心码(()0h—
ffh十六进制数)时，可以设定较短的报警周期。例如：在时
报警单元中插入不关心码，则报警每小时发生一次；在时、分
报警单元中均插入不关心码，则报警每分钟发生一次；若在3
个报警单元中均插人不关心码，报警1 s将发生一次。(2)当采用查、报警中断和周期中断方法读取时钟日
历信息时，需要由软件查询状态控制寄存器a的uip位，当
uip=0时，数据更新结束，读取的数据有效。否则。当更新
周期正在进行时(uip=1)将造成读取数据错误。(3)在进行时钟日历校正时，首先要停止时钟运行，即
将状态控制寄存器中b的set位清零。(4)在保存13812(2887时钟芯片时，要通过软件将状态
控制寄存器a中dv2一dvo设置为非010组合，关闭芯片
内部晶振，避免锂电池耗尽。