DS2417是DALLAS公司生產(chǎn)的帶中斷的、可兼容一線式MicroLAN接口的實時時鐘芯片，其串行通信速率達16.3kbps，且中斷時間間隔可編程；它采用32位二進制秒計數(shù)器記錄時間，在25℃時，其時間準確率為±2分鐘/月，可用2.5V～5.5V的電源供電。該芯片功耗很低，它僅吸收200nA的電流。可與多個DS2417或具有MicroLAN接口的一線式芯片并聯(lián)使用，CPU只需一根端口線就能與諸多一線式芯片通信，因此，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。
1 DS2417的引腳排列和內(nèi)部結(jié)構(gòu)
DS2417采用6引腳TSOC封裝，其引腳描述如表1所列。
表1 DS2417的引腳功能
DS2417的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。光刻ROM中的64位序列號是出廠前被刻好的，它可以看作是該DS2417的地址序列碼；6位光刻ROM的排列是：開始8位（27H）為產(chǎn)品類型標號，接著的48位是該DS2417自身的序列號，最后8位是前面56位的循環(huán)冗余校驗碼（CRC=X8+X5+X4+）；光刻ROM的作用是使每一個一線式器件的址都各不相同，這樣就可以實現(xiàn)一根總線上掛接多個一線式芯片的操作。
對于一線端口，在ROM功能建立之間，時鐘的讀寫和控制功能是無法實現(xiàn)的?？偩€控制器必須首先提供下列4個ROM功能控制命令（8位）中的一個：
（1）讀ROM，命令字[33H]；
（2）匹配ROM，命令字[55H]；
（3）搜索ROM，命令字[F0H]；
（4）跳過ROM，命令字[CCH]。
如果多個器件連接在一線上，這些命令將對每個器件的64位ROM部分進行操作，并選出一個特定器件以進行下一步讀時鐘[66H]和寫時鐘[99H]操作的時鐘功能控制。而所有命令或數(shù)據(jù)的讀/寫均從最低位開始。
DS2417的5、6腳外接32.768MHz晶振，片內(nèi)振蕩器和分頻器可產(chǎn)生1Hz的時間基準脈沖，可接入32位二進制實時時鐘計數(shù)器以完成對時間的計量。時間計數(shù)值采用雙緩沖結(jié)構(gòu)，時鐘功能控制命令僅對讀/寫緩沖器進行操作，這樣可以防止實時時鐘計數(shù)器更新時發(fā)生讀寫錯誤。
由于DS2417芯片采用32位二進制秒計數(shù)器來記錄時間（溢出的記時時間長達136年），因此必須根據(jù)實際需要規(guī)定一個基準（例如將32位全0規(guī)定為2000年1月1日午夜0時0分0秒），在此基礎上通過編程算依次讀出32位數(shù)值以獲得相應的秒、分、時以及日、月、年等信息。如果老大哥忍氣吞聲時間信息較多，從編程的復雜程序看，不宜選用DS2417，而應選擇其他帶日歷的時鐘芯片。
系統(tǒng)繼電后，DS2417芯片將停止工作，如果在VDD端接入備用電流，則DS2417可看和是非易失性、獨立連續(xù)工作的器件。
2 振蕩器及中斷控制
DS2417內(nèi)部振蕩器的開啟/關閉、中斷是否允許以及中斷申請脈沖時間間隔的長短可用軟件控制，其控制命令字的格式如下：
其中D1、D0為無效位，讀出時始終為0；D3、D2用于控制或報告振蕩器的狀態(tài)，如果振蕩器處于工作狀態(tài)，讀出該字節(jié)時兩個OSC的值全為1，否則全為0，同樣對OSC寫入全1時振蕩器開啟，在OSC寫入全0時可關閉振蕩器；D7位IE是中斷使能控制位，當IE=1時中斷允許，IE=0時中斷關閉；D6、D5、D4是中斷申請脈沖（負脈沖，持續(xù)122μs）時間間隔控制位，時間間隔與IS2、IS1、IS0的關系如表2所列。
表2 DS2417的中斷脈沖時間間隔控制
3 DS2417與單片機的典型接口設計
圖2以MCS-51系列單片機為例，畫出了DS2417與微處理器的典型連接電路。其中1-Wire端接AT89C51的P1.0，INT端接AT89C51的INT0，VDD采用5V電源供電。
假設單片機系統(tǒng)所用的晶振頻率為12MHz，筆者根據(jù)DS2417的初始化時序、定悍序和讀時序分別編寫了三個子程序：INIT為初始化子程序、WRITE為寫（命令或數(shù)據(jù)）子程序、READ為讀數(shù)據(jù)子程序，所有的數(shù)據(jù)讀寫均由最低位開始。具體程序如下：
DAT EQU P1.0
........
INIT：CLR EA
INI10：SETB DAT
MOV R2，#200
INT11：CLR DAT
DJNZ R2， INI11
；主機發(fā)復位脈沖持續(xù)3μs×200=600μs
SETB DAT ；主機釋放總線，口線改為輸入
MOV R2，#30
INI12：DJNZ R2，INI12
；DS2417；等待2μs×30=60μs
CLR C
ORL C，DAT
；DS2417；數(shù)據(jù)線變低（有存在脈沖）嗎？
JC INI10 ；DS2417未準備好，重新初始化
MOV R6，#80
INT13：ORL C，DAT
JC INI14；DS2417；數(shù)據(jù)線變高，初始化成功
DJNZ R6， INI13
；數(shù)據(jù)線低電平可持續(xù)3μs×80=240μs
SJMP INI10 ；初始化失敗，重來
INI14：MOV R2，#240
INI15：DJNZ R2，INI15
；DS2417；應答最少2μs×240=480μs
RET
；---------------
WRITE：CLR EA ；寫入的命令/數(shù)據(jù)字節(jié)在A中
MOV R3，#8 ；循環(huán)8次，寫一個字節(jié)
WR11：SETB DAT
MOV R4，#8
RRC A ；寫入位從A中移到CY
CLR DAT
WR12：DJNZ R4，WR12 ；等待16μs
MOV DAT，C；命令字按位依次送給DS2417
MOV R4， #20
WR13：DJNZ R4， WR13 ；保證寫過程持續(xù)60μs
DJNZ R3， WR11 ；未送完一個字節(jié)繼續(xù)
SETB DAT
RET
；----------------
READ：CLR EA
MOV R6,#8 ；循環(huán)8次，讀一個字節(jié)
RD11：CLR DAT
MOV R4，#4
NOP ；低電平持續(xù)2μs
SETB DAT ；口線設為輸入
RD12：DJNZ R4，RD12 ；等待8μs
MOV C，DAT ；主機按位依次讀入DS2417的數(shù)據(jù)
RRC A ；讀取的數(shù)據(jù)移入A
MOV R5，#30
RD13：DJNZ R5，RD13 ；保證讀過程持續(xù)60μs
DJNZ R6，RD11 ；讀完一個字節(jié)的數(shù)據(jù)，存入A中
SETB DAT
RET
；----------------
由主機控制DS2417以完成時間初始值的寫入或時間值的讀出必須經(jīng)過三個步驟，分別是：初始化使DS2417準備好、發(fā)ROM功能命令和相應的64位光刻ROM數(shù)據(jù)、發(fā)時鐘功能命令讀寫控制字節(jié)和四個字節(jié)的時間值。假設一線僅掛接一個芯片，則對于ROM功能命令只需發(fā)跳過ROM[CCH]即可：而對于時鐘功能命令，不論是讀還是寫，第一個字節(jié)均為控制字，隨后的四個字節(jié)為時間數(shù)據(jù)。如將讀出的控制字放入30H，時間計數(shù)值從低位到高位依次放入31H～34H，那么，其子程序GETSJ如下：
GETSJ：LCALL INIT
MOV A，#0CCH
LCALL WRITE ；發(fā)跳過ROM命令
LCALL INIT
MOV A，#66H ；發(fā)讀時鐘命令
LCALL WRITE
MOV R0，#30H
MOV R7，#5
RDNEXT：LCALL READ
MOV @R0，A
INC R0
DJNZ R7，RDNEXT
RET
.......
如果子程序GETSJ讀取的時間值放于34H～31H中，根據(jù)選擇的時間基準，經(jīng)過編程變換即可得到日歷時間信息。如果一線上掛接多個DS2417或其它一線式接口芯片，則子程序GETSJ的編寫將會復雜一些，限于篇幅，本文不再，讀者可參閱相關文獻。
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