串行實時時鐘芯片DSl302程序設計中的問題與對策

　 摘 要： 指出了串行實時時鐘芯片DSl302程序設計中幾個易被疏忽而導致錯誤的問題，分析了問題的原因，并給出了解決問題的方法。

關鍵詞： 串行時鐘 程序設計 問題 原因 解決方法

美國Dallas公司推出的串行接口實時時鐘芯片DSl302可對時鐘芯片備份電池進行涓流充電。由于該芯片具有體積小、功耗低、接口容易、占用CPU I／O口線少等主要特點，故該芯片可作為實時時鐘廣泛應用于智能化儀器儀表中。

筆者在調試中發(fā)現(xiàn)在對DSl302編程中有幾個問題易被疏忽而導致錯誤，現(xiàn)提供給讀者參考。

1 讀操作出現(xiàn)的錯誤

按照參考文獻[2]的讀操作程序框圖和參考文獻[1]、[2]所敘述的可知：單字節(jié)讀操作每次需16個時鐘，地址字節(jié)在前8個時鐘周期的上升沿輸入，而數(shù)據(jù)字節(jié)在后8個時鐘周期的下降沿輸出。據(jù)此結合圖1的硬件連接圖編制出了如下的單字節(jié)讀程序：

ＤＳ＿ＲＥＡＤＳＥＴＢ Ｐ１．２ ；令=0。

ＣＬＲ Ｐ１．１ ；令ＳＣＬＫ＝０。

ＣＬＲ Ｐ１．２ ；令=1，啟動芯片。

ＬＣＡＬＬ ＤＳ＿ＷＳＵＢ ；寫８位地址。

ＬＣＡＬＬ ＤＳ＿ＲＳＵＢ ；讀出８位數(shù)據(jù)。

ＲＥＴ

ＤＳ＿ＷＳＵＢＭＯＶ Ｒ７，＃０８Ｈ

ＷＬ００Ｐ ＲＲＣ Ａ ；Ａ為地址字節(jié)。

ＭＯＶ Ｐ１．０，Ｃ

ＳＥＴＢ Ｐ１．１ ；在時鐘上升沿

ＮＯＰ ；輸入地址字節(jié)。

ＣＬＲ Ｐ１．１

ＤＪＮＺ Ｒ７ＷＬ００Ｐ

ＲＥＴ

ＤＳ＿ＲＳＵＢＳＥＴＢ Ｐ１．０ ；為讀數(shù)據(jù)作準備。

ＭＯＶ Ｒ７＃０８Ｈ

ＲＬ００Ｐ：ＳＥＴＢ Ｐ１．１

ＮＯＰ

ＣＬＲ Ｐ１．１ ；在第９個正脈沖的下

ＭＯＶ Ｃ，Ｐ１．０ ；降沿開始輸出數(shù)據(jù)。

ＲＲＣ Ａ ；Ａ中為讀出的數(shù)據(jù)。

ＤＪＮＺ Ｒ７，ＲＬ００Ｐ

ＲＥＴ

若使用如下程序對DSl302的RAM1其內容為5AH進行讀操作

ＲＥＡＤ：ＭＯＶ Ａ＃１１０００１０１Ｂ ；RAM1單元的讀地址。

ＬＣＡｌｌ ＤＳ＿ＲＥＡＤ ；調用讀子程序。

則程序執(zhí)行后A中的數(shù)據(jù)為2DH，顯然讀出的數(shù)據(jù)不正確。若再使用一條RL A指令調整后，則A中為5AH，結果才正確。由此說明：使用上述程序讀出的RAM1單元中的第0位數(shù)據(jù)實為第1位數(shù)據(jù)，讀出的第7位數(shù)據(jù)實為第0位數(shù)據(jù)。

經(jīng)筆者仔細研究時序圖和多次試驗得知，問題的原因在于：對于讀操作時序，在SCLK出現(xiàn)第8個正脈沖時，上升沿輸入地址字節(jié)的最后一位數(shù)據(jù)，而在此正脈沖的下降沿就要輸出數(shù)據(jù)字節(jié)的第0位數(shù)據(jù)。然而筆者的程序中是在第9個正脈沖的下降沿才誤認為輸出了數(shù)據(jù)字節(jié)的第0位數(shù)據(jù)，此位數(shù)據(jù)事實上是第二個下降沿輸出的，故實為數(shù)據(jù)字節(jié)的第1位數(shù)據(jù)。經(jīng)筆者實驗：只要RST保持為高電平，如果超過8個下降沿，它們將重新從第0位輸出數(shù)據(jù)位，因程序中輸出的最后一位數(shù)據(jù)位，是9個下降沿輸出的數(shù)據(jù)位，故實為數(shù)據(jù)字節(jié)的第0位數(shù)據(jù)位。

由此可見，單字節(jié)讀操作的時序圖如改為圖2所示時序圖，則讀者較容易理解可避免發(fā)生上述編程錯誤。

只要將上述的DS＿RSUB子程序改為如下的子程序即可解決上述問題：

ＤＳ＿ＲＳＵＢｌ：ＳＥＴＢ Ｐ１．０ ；為讀數(shù)據(jù)作準備

ＭＯＶ Ｒ７，＃０８Ｈ

ＲＬ００Ｐ： ＣＬＲ Ｐ１．１ ；ＳＣＬＫ第８個正脈沖的

ＭＯＶ Ｃ，Ｐ１．０ ；下降沿開始輸出數(shù)據(jù)。

ＲＡＣ

ＳＥＴＢ Ｐ１．１

ＤＪＮＺ Ｒ７，ＲＬ００Ｐ

ＲＥＴ

2 禁止涓流充電出現(xiàn)的錯誤

涓流充電寄存器(TCR)控制著DSl302的涓流充電特性。據(jù)參考文獻[1]、[2]介紹，寄存器的位(TCS)4～7決定著是否具備充電性能。僅在1010編碼的條件下才具備充電性能，其它編碼組合不允許充電。位2和3(DS)則在和之間選擇是一個還是兩個二極管串入其中。如果編碼是01，選擇一個二極管；如果編碼是10，選擇兩個；其它編碼將禁止充電。該寄存器的0和1位(RS)用于選擇與二極管相串聯(lián)的電阻值，其中編碼01為2kΩ；10為4kΩ；11為8kΩ；而00將不允許充電。筆者編制了如下的允許涓流充電的控制程序（選擇一個二極管，充電限流電阻為4kΩ）：

ＳＥＴＢ Ｐ１．２ ；令=0

ＣＬＲ Ｐ１．２ ；令ＳＣＬＫ＝０

ＣＬＲ Ｐ１．２ ；令=1

ＭＯＶ Ａ＃９０Ｈ ；ＴＣＲ的寫地址

ＬＣＡＬＬ ＤＳ＿ＷＳＵＢ

ＭＯＶ Ａ＃１０１００１１０Ｂ ；ＴＣＲ的命令

ＬＣＡＬＬ ＤＳ＿ＷＳＵＢ

用萬用表串入與可充電池之間，執(zhí)行程序后，則有電流流過萬用表，表示充電正常。筆者通過將上述程序的第6句改為：MOV A，＃10100010B，即置DS為00來禁止涓流充電器工作。執(zhí)行程序后，在與電池之間串入萬用表，則仍有電流流過，表示尚未禁止充電。若將第6語句改為：MOV A，＃10101110B，即置DS為11，執(zhí)行上述程序后情況仍如此。若將第6語句改為：

MOV A，＃01010110B 即TCS≠1010

或： MOV A，＃10100100B 即RS=00則充電被禁止。

筆者誤認為芯片損壞，換上另一新購置的芯片，結果仍如此。隨即筆者取下圖1所示電路中的可充電池，換上 一標稱為10kΩ的電阻對芯片進行了測試，測試結果如表1所示=5V。

由此可見，當涓流充電控制寄存器中的DS位為00和11時并不能禁止充電，而是選擇了一個二極管充電，這說明參考文獻中介紹的有誤。若要想禁止充電器充電，應將第６句改為：MOV A，＃0101XX00B 即TCS≠1010，RS=00，這樣，就能雙保險地禁止充電。

3 受干擾時鐘／日歷信息出現(xiàn)的錯誤

筆者將DSl302應用于某產(chǎn)品中，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)受到干擾時，有時其時鐘停振不能正常工作，此時的時鐘／日歷信息也被修改。

經(jīng)分析得知：系統(tǒng)受到干擾程序飛跑，在看門狗復位前，CPU正好執(zhí)行寫程序將寫保護寄存器的最高位置0為允許寫（實際上，在系統(tǒng)校時程序之后已將其置為1禁止寫），修改了時鐘／日歷信息且使秒寄存器的最高位置1，致使時鐘停振出現(xiàn)錯誤。

為避免此類錯誤的產(chǎn)生，筆者采用的方法是：在寫程序中增加了某一檢測條件，此條件為系統(tǒng)中某一口線上的電平，低電平條件滿足。只有在實時校時過程中，才通過手動使此口線為低電平，實時校時過程完成后，又通過手動使此口線為高電平。這樣只有實時校時過程中，才允許修改時鐘／日歷信息，因此起到了時鐘／日歷信息的寫保護作用。