時鐘芯片在電壓監測儀校驗裝置中的應用

引言

　　電壓監測統計儀是一種在線監測電網電壓質量、統計每分鐘瞬時電壓、每分鐘最大電壓、每分鐘最小電壓以及平均電壓、電壓合格率、電壓超上限率、電壓超下限率等功能的儀表。從以上功能可得出，電壓監測統計儀除了測量電壓精度這一因素外，還有一重要因素就是時間的準確性。利用PCF8583串行時鐘芯片成功的應用在電壓監測儀校驗裝置中，既實現了電壓的可程控信號輸出，從而可測量電壓監測統計儀的電壓精度指標，又實現了一個標準時鐘，從而可對電壓監測統計儀的時間進行比對，實現校準。

1  PCF8583的基本功能特點

　　PCF8583是飛利浦公司推出的I2C總線接口實時時鐘芯片，它可獨立于CPU工作，不受CPU主晶振及共電容的影響，且計時準確。具有4年日歷時鐘，12或24小時格式，時基可用32.768KHz或50Hz,帶可編程的鬧鐘,定時和中斷功能的日歷時鐘芯片。芯片具有體積小、硬件連線少、帶有256字節的靜態RAM等特點。對于PCF8583在電壓監測儀校驗裝置中的應用，主要是用它的實時時鐘計數功能，以及標準脈沖輸出功能。

2  PCF8583的寄存器結構

　　在時鐘方式下，PCF8583中的寄存器結構地址分配為：00H～07H為時間寄存器地址編碼； 08H～0FH為定時器起鬧寄存器地址編碼，作起鬧時間或通用RAM之用；10H～FFH為通用靜態RAM。其中00H為控制狀態寄存器，01H為1/100秒寄存器，02H為秒寄存器，03H為分寄存器，04H為時寄存器，05H為年/日寄存器，06H為星期/月寄存器，07H為定時寄存器。有關控制寄存器、時寄存器、年/日寄存器、星期/月寄存器的內部格式詳述如下：        

數據格式為：

⑴ 控制寄存器（00H）

D7位：計數、停止計數位。D7=0，啟動對脈沖計數；D7=1，停止計數。

D6位：保持最新計數位。D6=0，計數；D6=1，保持和存儲最新計數值到捕捉寄存器中。

D5D4位：功能方式選擇位。D5D4=00，選擇32.768KHz時鐘方式。

D5D4=01，選擇50Hz時鐘方式。

D5D4=10，事件計數方式。

D5D4=11，測試方式。

D3位：標志位。D3=0，讀05H、06HRAM單元時不屏蔽。

D3=1，對05H、06HRAM單元只讀出月、日計數值。

D2位：起鬧使能位。D2=0，不能起鬧；D2=0，允許起鬧寄存器使能。

D1位：起鬧標志位。D1=0，占空比為50%的分標志 。

D0位：定時器標志位。D0=0，占空比為50%的秒標志 。

⑵ 時寄存器（04H）

D7位：計時格式。D7=0，24小時制，AM、PM標志不變。

D7=1，12小時制，AM、PM標志更新。

D6位：上午（AM）、下午（PM）標志。D6=0，AM；D6=1，PM。

D5D4位：鐘點十位（二進制0～2）。

D3D2D1D0位：鐘點個位（BCD碼）。

⑶ 年/日寄存器（05H）

D7D6位：年份（二進制0～3）。

D5D4位：日期十位（二進制0～3）。

D3D2D1D0位：日期個位（BCD碼0～9）。

⑷ 星期/月寄存器（06H）

D7D6D5位：星期（二進制0～6）。

D4位：月份十位（ 0～1）。

D3D2D1D0位：月份個位（BCD碼0～9）。{{分頁}}

3  硬件接口電路

　　PCF8583作為I2C總線接口芯片，采用二線通信傳輸方式。即主要通過時鐘線SCL和數據線SDA

　　進行雙向傳輸。由于I2C總線是同步串行數據傳輸總線，其內部為雙向傳輸電路，端口輸出為開漏結構，故總線上必須有上拉電阻，通常可取5～10KΩ。PCF8583與AT89C52單片機的硬件接口電路如圖1所示。采用了內帶恒溫槽、高穩定度的DS32KHz標準晶體振器，代替了使用32.768KHz普通晶振的方案。雖然這二種方案都能產生PCF8583時鐘芯片所需要的頻率，但是利用DS32KHz產生的晶振頻率精度為