用单片机控制SD2300系列时钟芯片

淮安技师学院 刘秀娟

1.引言

SD2300系列芯片是一种具有内置晶振、支持两线串行接口的高精度实时时钟芯片。该芯片在25±1℃下可保证时钟精度为±5ppm，即年误差小于2.5min；该芯片内置时钟精度调整功能，可以在很宽的范围内校正时钟的频率偏差，能以最小分辨率3.052ppm来进行校正，通过与温度传感器的结合可以设定适应温度变化的调整值，实现在宽温范围内高精度的计时功能；内置电池、串行NVSRAM，其中内置一次性电池可保证在外部掉电的情况下时钟使用寿命超过5年，内置串行NVSRAM为非易失性SRAM，擦写次数可达100亿次。该系列芯片与单片机的接口电路采用工业标准I2C总线，只用一根串行时钟线SCL和一根串行数据线SDA与单片机实行通信，数据传输速率可达400kbit/s。本文主要探讨如何通过单片机控制SD2300时钟芯片实现高精度实时时钟功能。

图1 SD2300系列时钟芯片引脚图

2.硬件电路设计

如图1所示，当VDD>3.0V时，内部电池停止供电，改由外部电源供电。当电源电压VDD降到4.5V以内时，内部SRAM将停止工作，但内部时钟仍保持工作。在外部电源掉电的情况下，内部电池能确保时钟继续工作。图2给出的是SD2300A与单片机硬件连接图。

由图2可知，此处所用的单片机为AT-89C51，该单片机没有I2C总线接口，所以用P2.0、P2.1口来模拟I2C总线，其中SDA与P2.0相连，SCL与P2.1相连。同时将SD2300A内部的SRAM的I2C总线接口SDAE与SDA并联，SCLE与SCL并联，R3和R4分别为上拉电阻，阻值为10K。

3.程序设计

SD2300A通过SCL、SDA两线式串行接口方式接收各种命令并读写数据，程序的编写主要根据上述工作原理进行的，相关函数定义说明如下(限于篇幅，程序清单省略)：

图2 SD2300A与单片机的典型接口电路

4.结束语

制作PCB板时，对SD2300A及单片机数字电源、地的输入端加220uf以上的电解电容和104电容去除电源扰动。为了防止干扰，制板时应保证芯片底部无大电流信号通过，最好能铺地。SD2300A的VDD和电源之间串一个200欧的电阻防干扰，不用的引脚接地，VBAT、VOUT和TEST引脚可以悬空。电源电压必须大于等于3.0V。

编写程序要注意在上电开始时应做一个几百毫秒的延时。时钟最多每半秒才读一次。在开启I2C总线时，要在置SDA为高电平后再判断SDA是否为高电平，即SDA是否被可靠复位。

[1]张道德.单片机接口技术(C51版)[M].北京:中国水利水电出版社,2007.

[2]谢维成,杨加国.单片机原理与应用及C51程序设计[M].北京:清华大学出版社,2006.

[3]胡汉才.单片机原理及系统设计[M].北京:清华大学出版社,2002,41-42.

[4]李建忠.单片机原理及应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,2002.

[5]潘新民.微型计算机控制技术[M].电子工业出版社,2003,47-48.