一、引言

在現(xiàn)代電子系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）是一個(gè)至關(guān)重要的組件，它負(fù)責(zé)提供精確的時(shí)間信息，確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。DS17487作為一款高性能的3V/5V實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，廣泛應(yīng)用于各種嵌入式系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、安全系統(tǒng)以及電表等領(lǐng)域。本文將詳細(xì)介紹DS17487的功能特性、工作原理、應(yīng)用場景以及使用方法。

二、DS17487概述

DS17487是Dallas Semiconductor（現(xiàn)被Maxim Integrated收購）推出的一款實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，它是工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DS12887 PC時(shí)鐘的后續(xù)產(chǎn)品。DS17487不僅繼承了DS12887的基本功能，還增加了許多增強(qiáng)特性，以滿足現(xiàn)代電子系統(tǒng)對(duì)高精度、高可靠性和低功耗的需求。

　　產(chǎn)品詳情

　　DS17285, DS17485, DS17885, DS17287, DS17487以及DS17887實(shí)時(shí)時(shí)鐘(RTC)是工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的DS12885和DS12887的后續(xù)產(chǎn)品。DS17285，DS17485和DS17885 (下文以DS17x85代替)提供一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷，一個(gè)定時(shí)鬧鐘，三個(gè)可屏蔽中斷(共用一個(gè)中斷輸出)，可編程方波輸出和114字節(jié)的電池備份NV SRAM。DS17x85還集成了許多增強(qiáng)特性，例如硅序列號(hào)，電源開/關(guān)控制電路，和2K、4K或8K字節(jié)的電池備份NV SRAM。DS17287，DS17487和DS17887 (下文以DS17x87代替)在24引腳DIP模塊封裝內(nèi)集成了晶振和鋰電池。DS17x85和DS17x87的電源控制電路允許系統(tǒng)通過外部激勵(lì)開啟電源，例如鍵盤或時(shí)間和日期(喚醒)鬧鐘。/PWR輸出引腳可被任一此類事件觸發(fā)，并可用于開啟外部電源。/PWR引腳受軟件控制，以便在某個(gè)任務(wù)完成后，能夠接著關(guān)斷系統(tǒng)電源。

　　對(duì)于所有少于31天的月份，所有器件的日期都能夠在月末自動(dòng)調(diào)整，并帶有閏年補(bǔ)償。該器件可配置為24小時(shí)或12小時(shí)格式，并且?guī)в蠥M/PM指示。精確的溫度補(bǔ)償電路用于監(jiān)控VCC。一旦檢測到主電源失效，器件可以自動(dòng)切換到備用電源。鈕扣式鋰電池可以連接到DS17x85的VBAT輸入引腳，在主電源掉電時(shí)保持有效的時(shí)間和日期。DS17x85和DS17x87還包括了VBAUX輸入，用于電源輔助功能，例如/PWR控制。該器件通過一個(gè)復(fù)用的、字節(jié)寬度接口訪問。

　　應(yīng)用

　　嵌入式系統(tǒng)

　　網(wǎng)絡(luò)集線器、橋接器和路由器

　　安全系統(tǒng)

　　電表

　　特性

　　集成了工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的DS12887 PC時(shí)鐘外加增強(qiáng)特性

　　RTC計(jì)算秒、分、時(shí)、星期、日期、月份和年，并且具有閏年補(bǔ)償，有效期至2099年

　　可選的+3.0V或+5.0V工作電壓

　　SMI恢復(fù)堆棧

　　64位硅序列號(hào)

　　電源控制電路，支持系統(tǒng)通過日期/時(shí)間鬧鐘或鍵盤開啟電源

　　晶體選擇位，允許RTC工作于6pF或12.5pF晶體

　　12小時(shí)或24小時(shí)時(shí)鐘，具有帶AM和PM指示的12小時(shí)模式

　　114字節(jié)通用、電池備份NV SRAM

　　擴(kuò)展的電池備份NV SRAM

　　2048字節(jié)(DS17285/DS17287)

　　4096字節(jié)(DS17485/DS17487)

　　8192字節(jié)(DS17885/DS17887)

　　RAM清除功能

　　中斷輸出，帶6個(gè)獨(dú)立的可屏蔽中斷標(biāo)志

　　鬧鐘可設(shè)置為每秒一次至每天一次

　　時(shí)鐘終止刷新周期標(biāo)志

　　可編程方波輸出

　　自動(dòng)電源失效檢測和切換電路

　　可選擇PDIP、SO或TSOP封裝(DS17285，DS17485，DS17885)

　　可選擇集成晶體和電池的DIP模塊封裝(DS17287，DS17487，DS17887)

　　可選擇工業(yè)級(jí)溫度范圍

　　通過UL認(rèn)證

三、功能特性

1. 實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷功能

• DS17487能夠精確計(jì)算秒、分、時(shí)、星期、日期、月份和年份，并具備閏年補(bǔ)償功能，有效期至2099年。

• 支持24小時(shí)或12小時(shí)時(shí)鐘格式，12小時(shí)模式下帶有AM/PM指示。

2. 電源管理功能

• DS17487集成了電源控制電路，支持系統(tǒng)通過外部激勵(lì)（如鍵盤輸入或時(shí)間和日期鬧鐘）開啟電源。

• /PWR輸出引腳可被上述事件觸發(fā)，用于開啟外部電源。該引腳受軟件控制，任務(wù)完成后可關(guān)斷系統(tǒng)電源。

• 器件在主電源失效時(shí)，能夠自動(dòng)切換到備用電源（如紐扣式鋰電池），確保時(shí)間和日期信息的持續(xù)有效性。

3. 存儲(chǔ)功能

• DS17487提供了114字節(jié)的通用、電池備份NV SRAM，用于存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)。

• 此外，它還擴(kuò)展了電池備份NV SRAM的容量，達(dá)到4096字節(jié)，滿足更大容量存儲(chǔ)需求。

4. 中斷和鬧鐘功能

• DS17487支持三個(gè)可屏蔽中斷，共用一個(gè)中斷輸出。

• 鬧鐘功能可設(shè)置為每秒一次至每天一次，靈活滿足各種定時(shí)需求。

5. 其他增強(qiáng)特性

• 集成了64位硅序列號(hào)，用于唯一標(biāo)識(shí)器件。

• 提供了可編程方波輸出，可用于產(chǎn)生特定頻率的信號(hào)。

• 支持SMI恢復(fù)堆棧，增強(qiáng)系統(tǒng)恢復(fù)能力。

• 提供了VBAUX輸入，用于電源輔助功能，如/PWR控制。

四、工作原理

DS17487的工作原理基于其內(nèi)部的晶振和計(jì)時(shí)電路。晶振產(chǎn)生穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)，計(jì)時(shí)電路根據(jù)該信號(hào)進(jìn)行時(shí)間計(jì)數(shù)。當(dāng)主電源正常供電時(shí)，DS17487通過內(nèi)部電路進(jìn)行時(shí)間計(jì)算和存儲(chǔ)。當(dāng)主電源失效時(shí)，備用電源（如紐扣式鋰電池）接管供電，確保計(jì)時(shí)電路和存儲(chǔ)電路的正常工作。

DS17487的電源控制電路允許系統(tǒng)通過外部激勵(lì)開啟電源。例如，當(dāng)鍵盤輸入或時(shí)間和日期鬧鐘觸發(fā)時(shí)，/PWR輸出引腳會(huì)輸出高電平信號(hào)，用于開啟外部電源。此時(shí)，系統(tǒng)可以根據(jù)需要進(jìn)行相應(yīng)的操作。任務(wù)完成后，軟件可以控制/PWR引腳輸出低電平信號(hào)，關(guān)斷系統(tǒng)電源，以節(jié)省能源。

五、應(yīng)用場景

DS17487憑借其高精度、高可靠性和低功耗的特性，廣泛應(yīng)用于各種嵌入式系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、安全系統(tǒng)以及電表等領(lǐng)域。以下是一些具體的應(yīng)用場景：

1. 嵌入式系統(tǒng)

• 在嵌入式系統(tǒng)中，DS17487可以作為系統(tǒng)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘源，為系統(tǒng)提供精確的時(shí)間信息。這對(duì)于需要定時(shí)執(zhí)行任務(wù)的嵌入式系統(tǒng)來說至關(guān)重要。

2. 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

• 在網(wǎng)絡(luò)集線器、橋接器和路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，DS17487可以用于記錄設(shè)備的工作時(shí)間、統(tǒng)計(jì)網(wǎng)絡(luò)流量等。同時(shí)，它還可以作為設(shè)備的備份時(shí)鐘源，在主時(shí)鐘源失效時(shí)接管時(shí)鐘功能。

3. 安全系統(tǒng)

• 在安全系統(tǒng)中，DS17487可以用于記錄事件的發(fā)生時(shí)間、持續(xù)時(shí)間等關(guān)鍵信息。這對(duì)于事故調(diào)查、安全審計(jì)等來說具有重要意義。

4. 電表

• 在電表中，DS17487可以用于記錄用電時(shí)間、用電量等信息。這有助于電力部門對(duì)用戶的用電情況進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)量和收費(fèi)。

六、使用方法

使用DS17487時(shí)，需要遵循以下步驟：

1. 硬件連接

• 將DS17487的電源引腳（VCC、GND）連接到系統(tǒng)的電源供應(yīng)上。

• 根據(jù)需要連接備用電源（如紐扣式鋰電池）到VBAT引腳。

• 將DS17487的數(shù)據(jù)總線（如AD0-AD7）和控制引腳（如RD、WR、ALE、CS等）連接到系統(tǒng)的微控制器或處理器上。

2. 軟件配置

• 初始化DS17487，包括設(shè)置時(shí)鐘格式、日期和時(shí)間等。

• 根據(jù)需要配置中斷和鬧鐘功能。

• 編寫軟件代碼以讀取DS17487的時(shí)間信息和用戶數(shù)據(jù)，并進(jìn)行相應(yīng)的處理。

3. 調(diào)試與測試

• 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試和測試，確保DS17487能夠正常工作并提供準(zhǔn)確的時(shí)間信息。

• 在測試過程中，可以模擬主電源失效的情況，驗(yàn)證備用電源是否能夠正常接管供電并維持時(shí)間和日期信息的有效性。

七、性能參數(shù)

DS17487的性能參數(shù)對(duì)于其在實(shí)際應(yīng)用中的表現(xiàn)至關(guān)重要。以下是一些關(guān)鍵的性能參數(shù)：

1. 工作電壓

• DS17487支持+3V或+5V的工作電壓范圍，滿足不同系統(tǒng)的供電需求。

2. 工作溫度范圍

• DS17487的工作溫度范圍通常為0℃至+70℃（商業(yè)級(jí)）或-40℃至+85℃（工業(yè)級(jí)），能夠在各種惡劣環(huán)境下正常工作。

3. 時(shí)鐘精度

• DS17487的時(shí)鐘精度通常較高，能夠滿足大多數(shù)應(yīng)用對(duì)時(shí)間精度的要求。具體的時(shí)鐘精度取決于晶振的頻率和穩(wěn)定性以及DS17487內(nèi)部的計(jì)時(shí)電路。

4. 功耗

• DS17487的功耗較低，有助于延長系統(tǒng)的電池壽命或降低系統(tǒng)的整體功耗。在主電源供電時(shí)，其功耗主要取決于內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和時(shí)鐘頻率；在備用電源供電時(shí)，其功耗則主要取決于備用電源的容量和DS17487的靜態(tài)電流。

八、封裝與引腳定義

DS17487通常采用24引腳DIP模塊封裝或SOIC封裝等形式。以下以24引腳DIP模塊封裝為例介紹其引腳定義：

1. 電源引腳

• VCC：正電源輸入引腳，連接系統(tǒng)的正電源供應(yīng)。

• GND：地引腳，連接系統(tǒng)的地。

• VBAT：備用電源輸入引腳，連接紐扣式鋰電池等備用電源。

• VBAUX：輔助電池輸入引腳，用于電源輔助功能。

2. 數(shù)據(jù)總線引腳

• AD0-AD7：多路復(fù)用地址/數(shù)據(jù)總線引腳，用于與系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

3. 控制引腳

• RD：讀控制引腳，低電平時(shí)有效，用于從DS17487讀取數(shù)據(jù)。

• WR：寫控制引腳，低電平時(shí)有效，用于向DS17487寫入數(shù)據(jù)。

• ALE：地址鎖存使能引腳，高電平時(shí)有效，用于鎖存地址信息。

• CS：片選引腳，低電平時(shí)有效，用于選擇DS17487進(jìn)行通信。

• /PWR：電源控制輸出引腳，用于輸出電源控制信號(hào)以開啟或關(guān)斷外部電源。

4. 其他引腳

• SQW：方波輸出引腳，用于輸出可編程方波信號(hào)。

• IRQ：中斷輸出引腳，用于輸出中斷信號(hào)。

• KS：鍵盤掃描輸入引腳，用于接收鍵盤輸入信號(hào)（某些型號(hào)可能不支持此功能）。

• RCLR：RAM清除輸入引腳，用于清除NV SRAM中的數(shù)據(jù)（某些型號(hào)可能不支持此功能）。

九、注意事項(xiàng)

在使用DS17487時(shí)，需要注意以下事項(xiàng)以確保其正常工作和延長使用壽命：

1. 電源管理

• 確保主電源和備用電源的電壓和電流符合DS17487的規(guī)格要求。

• 避免在主電源和備用電源之間產(chǎn)生過大的電壓差或電流沖擊。

2. 時(shí)鐘精度校準(zhǔn)

• 定期對(duì)DS17487的時(shí)鐘精度進(jìn)行校準(zhǔn)，以確保其提供的時(shí)間信息的準(zhǔn)確性。

3. 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理

• 合理管理NV SRAM中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和讀取操作，避免數(shù)據(jù)丟失或損壞。

4. 靜電防護(hù)

• 在處理DS17487時(shí)，要注意靜電防護(hù)，避免靜電對(duì)器件造成損壞。

5. 環(huán)境適應(yīng)性

• 確保DS17487在符合其工作溫度范圍和環(huán)境要求的環(huán)境下工作，避免高溫、高濕、強(qiáng)磁場等惡劣環(huán)境對(duì)其造成影響。

十、市場與競爭

DS17487作為實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片市場中的一款重要產(chǎn)品，面臨著來自其他廠商的競爭。以下是對(duì)DS17487市場與競爭情況的簡要分析：

1. 市場需求

• 隨著嵌入式系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、安全系統(tǒng)以及電表等領(lǐng)域的不斷發(fā)展，對(duì)高精度、高可靠性和低功耗的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片的需求也在不斷增加。DS17487憑借其優(yōu)異的性能特性，在這些領(lǐng)域中占據(jù)了重要的市場份額。

2. 競爭對(duì)手

• 在實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片市場中，DS17487面臨著來自其他廠商的競爭。這些廠商也推出了各種性能優(yōu)異的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片產(chǎn)品，如DS1307、DS3231等。這些產(chǎn)品在功能特性、性能參數(shù)、封裝形式等方面各有優(yōu)勢，與DS17487形成了競爭關(guān)系。

3. 競爭優(yōu)勢

• DS17487的競爭優(yōu)勢主要體現(xiàn)在其高精度、高可靠性和低功耗的特性上。此外，它還集成了許多增強(qiáng)特性，如硅序列號(hào)、電源控制電路等，進(jìn)一步提升了其市場競爭力。同時(shí)，DS17487還提供了豐富的封裝形式和引腳定義，方便用戶根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇和使用。

十一、未來發(fā)展趨勢

隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用場景的不斷拓展，實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片也在不斷地進(jìn)步和創(chuàng)新。以下是對(duì)DS17487未來發(fā)展趨勢的預(yù)測：

1. 更高精度

• 未來實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片將朝著更高精度的方向發(fā)展，以滿足對(duì)時(shí)間精度要求更高的應(yīng)用場景的需求。DS17487的后續(xù)產(chǎn)品可能會(huì)采用更先進(jìn)的計(jì)時(shí)電路和校準(zhǔn)技術(shù)，進(jìn)一步提高時(shí)鐘精度。

2. 更低功耗

• 低功耗是實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片的重要發(fā)展方向之一。未來DS17487的后續(xù)產(chǎn)品可能會(huì)采用更先進(jìn)的低功耗設(shè)計(jì)技術(shù)，降低器件的靜態(tài)電流和動(dòng)態(tài)功耗，延長系統(tǒng)的電池壽命。

3. 更多功能集成

• 為了滿足用戶日益增長的需求，未來實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片可能會(huì)集成更多的功能特性。例如，可能會(huì)集成溫度傳感器、濕度傳感器等環(huán)境傳感器，以及加密模塊等安全功能，提升器件的實(shí)用性和安全性。

4. 更小封裝

• 隨著電子產(chǎn)品的不斷小型化和集成化，未來實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片可能會(huì)采用更小的封裝形式。這有助于降低器件的體積和重量，提高系統(tǒng)的集成度和可靠性。

十二、總結(jié)

DS17487作為一款高性能的3V/5V實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，在嵌入式系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、安全系統(tǒng)以及電表等領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。它憑借其高精度、高可靠性和低功耗的特性，贏得了廣大用戶的青睞。通過本文的介紹，我們對(duì)DS17487的功能特性、工作原理、應(yīng)用場景、使用方法、性能參數(shù)、封裝與引腳定義、注意事項(xiàng)、市場與競爭以及未來發(fā)展趨勢等方面有了全面的了解。相信在未來的發(fā)展中，DS17487將繼續(xù)保持其競爭優(yōu)勢，為電子系統(tǒng)的時(shí)間管理提供更加可靠和高效的解決方案。