DSP虚拟I2C总线软件包的设计

相关功能简介

X1203是带时钟/日历电路和两个闹钟(报警)的低功耗CMOS实时时钟芯片。提供了双埠时钟和报警寄存器，在读写操作期间也能精确工作。其工作电压从2.5~6 V均可，工作电流小于1uA。时钟使用低成本的32.768 kHz晶体输入，以秒、分、时、日、星期、月和年为单位记录时间，具有闰年自动矫正功能，并对少于31天的月份自动调整；可通过设置中断标志按指定时间激活中断引脚，满足大多数用户对定时器编程的需要。该芯片引脚结构如图1所示(SOIC封装)。

其中SCL为时钟输入端，数据随该时钟信号同步输入器件或从器件输出。此引脚上的输入缓冲器始终激活。SDA端为双向引脚，用于串行数据的输入输出；具有漏极开路，可与其它漏极开路或集电极开路输出进行线"或"；需上拉电阻，与SCL引脚配合，可实现400 kHz的2线I2C接口。VBack为备用电源输入端，用于VCC出现故障时向器件供电。是中断信号输出端，可通过设置报警寄存器按指定时间在该端产生报警信号；漏极开路，低电平有效。X1、X2分别为反相放大器的输入、输出端；可在X1端接入32.768 kHz的方波基准，或在X1、X2端接入32.768 kHz的石英晶振，配置成片内振荡器，在初始上电后至少有一个字节写入RTC寄存器时，时钟才开始计数。

X1203中的时钟/控制寄存器(CCR)分5部分：2个8字节报警寄存器(Alarm0、Alarm1)，1个1字节控制寄存器，1个8字节实时时钟寄存器和1个1字节状态寄存器。通过报警寄存器可设置报警发生的时间，控制寄存器可使能或禁止报警中断信号的输出，实时时钟寄存器以BCD码存储了秒、分、时、日、星期、月和年，状态寄存器中保存了用于报警状态标志位及读写使能状态位。其中状态寄存器设置决定着数据是否能成功地写入。该寄存器如表1所列。

BAT标识器件当前用VBack还是用VCC工作。AL1、AL0标识Alarm0、Alarm1是否实时时钟匹配。RTCF表示实时时钟是否失效，在总电源失效后该位置1。RWEL为寄存器写使能锁存，为0表示禁止，在任何写时钟/控制寄存器之前必须将该位置1。WEL为写使能锁存，低表示禁止，通过该位写1、其它位写0，可使该位置位；通过该位写0、其它位写0，可使该位清0。只有按规定顺序设置RWEL和WEL，才能成功写入CCR。

目前，很多DSP芯片尚不直接支持I2C的接口，F206也不例外，因而这里采用2根通用I/O口线模拟I2C接口。F206与X1203的接口采用如图2所示的接口方案。

图2中在X1、X2端接入32.768 kHz的石英晶振，将时钟源配置为片内振荡器。在VCC和VBACK之间通过二极管和电阻相连，并与地间加入1个0.47 F的大电容。这样，在电源出现故障或系统电源关闭时，仍可靠VBACK端的大电容供电维持时钟芯片的正常工作。它与F206间接口采用3根口线，这里采用IO2模拟通信用的时钟信号，IO3作为数据输入、输出口线。端可根据用户需要而定，若需要时钟芯片产生中断，可将该端接到F206的中断口线上。注意其中的SDA端和端为漏极开路，必须加上拉电阻，否则不能正常通信。

3.2 X1203的读写操作

这里仅给出F206对X1203进行读写的基本流程，如图3、图4所示，分别为对时钟芯片的读、写过程。其中进行寄存器写时，须注意SR寄存器中WEL和RWEL的设置是否正确，即首先设置WEL有效，而后将WEL、RWEL都置1，否则数据将不能正确写入。在写结束后，应将WEL、RWEL置为无效，以免产生误操作。

此外还须指出，在系统首次上电后(VBack和VCC都失效后)，至少有一字节写入RTC寄存器时，系统才开始工作。在实际使用中，应首先判断SR中的RTCF位是否为1，若是，表明系统为首次使用或VBack和VCC都已失效，须对X1203至少进行一次写入操作，使其正常计数。

时钟芯片读写子程序清单如下：

.copy "init.h"
.copy "vector.h"

；以下为I2C软件包中的符号定义

VSDA .set 0008h
VSCL .set 0004h
RAM0 .set 60h
SLA .set 61h
RIO .set 62h
NUMBYTE .set 63h
MTD .set 0100h
MRD .set 0120h
setc intm ;关中断
clrc cnf ;映射块 B0 到数据存储区
ldp #0h ;页指针设置为0
clrc sxm
；数据写入使能程序段
splk #0deh,SLA
splk #3,NUMBYTE
lar ar0,#MTD
mar *,ar0
splk #0,*+
splk #03fh,*+
splk #02h,*+
call wrnbyte
splk #0deh,SLA
splk #3,NUMBYTE
lar ar0,#MTD
mar *,ar0
splk #0,*+
splk #03fh,*+
splk #06h,*+
call wrnbyte
；写入数据程序段
splk #0deh,SLA
splk #9,NUMBYTE
lar ar0,#MTD
mar *,ar0
splk #0,*+
splk #030h,*+
splk #01h,*+
splk #02h,*+
splk #03h,*+
splk #03h,*+
splk #02h,*+
splk #01h,*+
splk #21h,*+
call wrnbyte
；禁止数据写入程序段
splk #0deh,SLA
splk #3,NUMBYTE
lar ar0,#MTD
mar *,ar0
splk #0,*+
splk #03fh,*+
splk #0h,*+
call wrnbyte
；数据读取程序段
splk #0deh,SLA
splk #2,NUMBYTE
lar ar0,#MTD
mar *,ar0
splk #0,*+
splk #030h,*+
call wrnbyte
splk #0dfh,SLA
splk #7,NUMBYTE
call rdnbyte
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