PCF8563在電子時鐘設計中的應用

引言
數字時鐘已成為時鐘設計的主導方向，廣泛應用于實時控制系統。數字時鐘實質是一個對標準頻率計數的計數電路，通常由晶體振蕩電路、分頻電路、時間計數電路、譯碼驅動電路等組成。這里提出一種電子時鐘系統設計方案，是以AT89S52單片機作為控制核心，采用PCF8563時鐘／日歷器件以及HS12864液晶顯示器，通過硬件設計及軟件編程實現的。

2 PCF8563簡介
圖1為PCF8563內部結構。PCF8563內部包括16個8位寄存器，可自動增量的地址寄存器，內置32．768Hz的振蕩器(帶有一個內部集成的電容)，分頻器(用于給實時時鐘RTC提供源時鐘)，可編程時鐘輸出，定時器，報警器，掉電檢測器和400 kHz的I2C總線接口。

所有16個寄存器設計成可尋址的8位并行寄存器，但不是所有位都有用。前2個寄存器(內存地址00H，01H)用于控制寄存器和狀態寄存器，其中內存地址02H～08H用于時鐘計數器(秒~年計數器)，地址09H~0CH用于報警寄存器(定義報警條件)，地址ODH控制CLKOUT引腳的輸出頻率，地址OEH和OFH分別用于定時器控制寄存器和定時器寄存器。秒、分鐘、小時、日、月、年、分鐘報警、小時報警、日報警寄存器，編碼格式為BCD，星期和星期報警寄存器不以BCD格式編碼。

3 系統硬件設計
硬件電路設計包括PCF8563時鐘，日歷器件與AT89S52單片機的接口電路、HS12864液晶顯示電路以及鍵盤電路3個部分。AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8 KB在系統可編程Flash存儲器；使用高密度非易失存儲器技術制造，與T業80C51產品指令和引腳完全兼容：片上Flash允許程序存儲器在系統可編程，亦適用于常規編程器。具有靈巧的8位CPU和在系統可編程Flash，使其為眾多嵌入式控制應用系統提供高靈活、超高效的解決方案。
PCF8563采用32．768 kHz可編程時鐘輸出頻率，I2C總線是由數據線SDA和時鐘SCL構成的串行總線，可發送和接收數據。單片機與PCF8563之間雙向傳送數據，最高傳送速率為100 Kb／s。FC總線的優點是簡單和有效。由于接口直接在組件之上，因此，I2C總線占用的空間非常小，減少了電路板的空間和器件引腳的數量，降低了成本。圖2為PCF8563與AT89S52單片機的接口電路，PCF8563的SCL與單片機的引腳P14連接；SDA與單片機的引腳P15連接，實現時間、日期等數據的讀取。