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芯谷D8563TS:低功耗CMOS实时时钟/日历电路的优选方案

在电子设备中,实时时钟(RTC)电路对于提供准确的时间和日历信息至关重要。芯谷D8563TS作为一款低功耗的CMOS实时时钟/日历电路,以其丰富的功能、高精度和灵活的可编程性,成为众多嵌入式系统和电池供电设备中的理想选择。本文将深入探讨芯谷D8563TS的特性、电气参数、寄存器结构、典型应用电路以及使用注意事项,帮助读者全面了解这一高效时钟管理芯片。

一、产品概述

芯谷D8563TS是一款低功耗的CMOS实时时钟/日历电路,提供可编程时钟输出、中断输出和掉电检测功能。它通过I2C总线接口进行通信,支持高达400kHz的总线速度,每次读写数据后,内嵌的字地址寄存器会自动增量。D8563TS采用DIP8、SOP8、TSSOP8、MSOP8、DFN8等多种封装形式,适应不同的设计需求。

二、特性亮点

芯谷D8563TS具有以下显著特点:

  1. 低功耗:工作电压范围为1.0V至5.5V,待机电流典型值仅为0.25µA(VDD=3.0V,Tamb=25℃),适用于电池供电设备。

  2. 高精度时钟/日历功能:提供秒、分、时、日、星期、月、年等时间信息,支持BCD格式,方便读取和处理。

  3. 可编程时钟输出:支持32.768kHz、1024Hz、32Hz及1Hz等多种频率输出,满足不同应用场景的需求。

  4. 中断和报警功能:内置报警和定时器功能,可通过中断引脚(INT)触发中断,提高系统的灵活性和响应速度。

  5. 掉电检测和电源复位:内置掉电检测器和电源复位功能,确保在电源异常时数据的完整性和系统的稳定性。

  6. I2C总线接口:支持高达400kHz的I2C总线速度,方便与微控制器等设备进行通信。

三、电气特性

以下是芯谷D8563TS在典型工作条件下的电气参数(VDD=1.8V至5.5V,TA=-40℃至+85℃):

  • 工作电压:1.0V至5.5V

  • 待机电流:典型值为0.25µA(VDD=3.0V,Tamb=25℃)

  • 工作电流

    • CLKOUT失效时:IDD1=200µA(fSCL=100kHz),IDD1=800µA(fSCL=400kHz)

    • CLKOUT有效时:IDD2=550nA(fSCL=0Hz,VDD=3V),IDD2=1600nA(fSCL=0Hz,VDD=5V)

  • 输入电平

    • 低电平输入电压VIL=0.3VDD

    • 高电平输入电压VIH=0.7VDD

  • 输出特性

    • 低电平输出电流IOL(SDA)=-3mA(VOL=0.4V,VDD=5V)

    • 高电平输出电流IOH(CLKO UT)=1mA(VOH=4.6V,VDD=5V)

四、寄存器结构

D8563TS包含16个8位寄存器,涵盖控制寄存器、状态寄存器、时钟计数器、报警寄存器、定时器控制寄存器和定时器寄存器等。以下是部分关键寄存器的描述:

  • 控制/状态寄存器1(地址00H):用于控制芯片的测试模式和时钟停止功能。

  • 控制/状态寄存器2(地址01H):用于控制中断和报警功能,以及定时器的中断条件。

  • 时钟计数器寄存器(地址02H-08H):存储秒、分、时、日、星期、月、年等时间信息,以BCD格式编码。

  • 报警寄存器(地址09H-0CH):用于设置分钟、小时、日、星期的报警条件。

  • CLKOUT频率寄存器(地址0DH):控制CLKOUT引脚的输出频率。

  • 定时器控制寄存器(地址0EH):用于控制定时器的有效性和时钟频率选择。

  • 定时器倒计数数值寄存器(地址0FH):存储定时器的倒计数数值。

五、典型应用电路

基本连接电路

在基本应用中,D8563TS需要连接一个32.768kHz的晶振,以及I2C总线的SDA和SCL引脚。为了确保稳定的时钟信号,可以在OSCI和OSCO引脚之间连接一个 appropriate的电容。此外,还可以根据需要连接外部电源和电池,以实现掉电检测和备用电源功能。

中断和报警功能应用

通过配置控制/状态寄存器2(地址01H),可以启用中断和报警功能。当时间达到预设的报警条件时,D8563TS会通过INT引脚输出低电平信号,触发中断。在中断服务程序中,可以读取相关寄存器的状态,执行相应的操作。

CLKOUT输出应用

D8563TS的CLKOUT引脚可以输出可编程的方波信号。通过设置CLKOUT频率寄存器(地址0DH),可以选择所需的输出频率。CLKOUT输出信号可以用于为其他电路提供时钟源,或者作为外部设备的同步信号。

六、使用注意事项

在使用芯谷D8563TS时,需注意以下几点以确保其性能和可靠性:

  1. 晶振选择和连接:选择高质量的32.768kHz晶振,并确保其连接正确,以保证时钟信号的稳定性和精度。

  2. 电源管理:在电池供电的应用中,合理管理电源切换,确保在主电源失效时能够及时切换到备用电池,维持时钟的正常运行。

  3. I2C总线通信:遵循I2C总线的通信协议,确保数据的正确传输。注意总线的上拉电阻选择和布线布局,减少通信干扰。

  4. 寄存器配置:在初始化D8563TS时,正确配置各个寄存器的值,以实现所需的功能和工作模式。

  5. 中断和报警处理:合理设计中断服务程序,及时响应中断和报警事件,避免中断丢失或处理不及时导致的问题。

芯谷D8563TS以其低功耗、高精度和丰富的功能,为嵌入式系统和电池供电设备提供了可靠的时钟解决方案。无论是移动电话、便携仪器还是其他需要精确时钟的应用场景,D8563TS都能满足设计需求,确保系统的时间和日历信息准确无误。


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