amjs澳金沙门(中国)有限公司

导言

    电压监测仪是一种在线监测电网电压质量、计算每分钟瞬时电压、每分钟最大电压、每分钟最小电压以及均匀电压、电压合格率、电压超上限率、电压超下限率等功用的外表。从以上功用可得出，电压监测计算仪除了丈量电压精度这一要素外，还有一重要要素就是时刻的精确性。运用PCF8583串行时钟芯片成功的运用在电压监测仪校验设备中，既完结了电压的可程控信号输出，然后可丈量电压监测计算仪的电压精度目标，又完结了一个规范时钟，然后可对电压监测计算仪的时刻进行比对，完结校准。

1  PCF8583的基本功用特色

    PCF8583是飞利浦公司推出的I2C总线接口实时时钟芯片，它可独立于CPU作业，不受CPU主晶振及共电容的影响，且计时精确。具有4年日历时钟，12或24小时格局，时基可用32.768KHz或50Hz,带可编程的闹钟,守时和中止功用的日历时钟芯片。芯片具有体积小、硬件连线少、带有256字节的静态RAM等特色。关于PCF8583在电压监测仪校验设备中的运用，首要是用它的实时时钟计数功用，以及规范脉冲输出功用。

2  PCF8583的存放器布局

    在时钟方法下，PCF8583中的存放器布局地址分配为：00H～07H为时刻存放器地址编码； 08H～0FH为守时器起闹存放器地址编码，作起闹时刻或通用RAM之用；10H～FFH为通用静态RAM。其间00H为操控状况存放器，01H为1/100秒存放器，02H为秒存放器，03H为分存放器，04H为时存放器，05H为年/日存放器，06H为星期/月存放器，07H为守时存放器。有关操控存放器、时存放器、年/日存放器、星期/月存放器的内部格局详述如下：        

    数据格局为：

    ⑴ 操控存放器（00H）

    D7位：计数、中止计数位。D7=0，发动对脉冲计数；D7=1，中止计数。

    D6位：坚持最新计数位。D6=0，计数；D6=1，坚持和存储最新计数值到捕捉存放器中。

    D5D4位：功用方法挑选位。D5D4=00，挑选32.768KHz时钟方法。

    D5D4=01，挑选50Hz时钟方法。
 
    D5D4=10，事情计数方法。
   
    D5D4=11，测验方法。

    D3位：标记位。D3=0，读05H、06HRAM单元时不屏蔽。

    D3=1，对05H、06HRAM单元只读出月、日计数值。

    D2位：起闹使能位。D2=0，不能起闹；D2=0，答应起闹存放器使能。

    D1位：起闹标记位。D1=0，占空比为50%的分标记 。

    D0位：守时器标记位。D0=0，占空比为50%的秒标记 。

     ⑵ 时存放器（04H）

    D7位：计时格局。D7=0，24小时制，AM、PM标记不变。
 
    D7=1，12小时制，AM、PM标记更新。

    D6位：上午（AM）、下午（PM）标记。D6=0，AM；D6=1，PM。

    D5D4位：钟点十位（二进制0～2）。

    D3D2D1D0位：钟点个位（BCD码）。

    ⑶ 年/日存放器（05H）

    D7D6位：年份（二进制0～3）。

    D5D4位：日期十位（二进制0～3）。

    D3D2D1D0位：日期个位（BCD码0～9）。

    ⑷ 星期/月存放器（06H）

    D7D6D5位：星期（二进制0～6）。

    D4位：月份十位（ 0～1）。

    D3D2D1D0位：月份个位（BCD码0～9）。

3  硬件接口电路

    PCF8583作为I2C总线接口芯片，选用二线通讯传输方法。即首要颠末时钟线SCL和数据线SDA进行双向传输。因为I2C总线是同步串行数据传输总线，其内部为双向传输电路，端口输出为开漏布局，故总线上必须有上拉电阻，一般可取5～10KΩ。PCF8583与AT89C52单片机的硬件接口电路如图1所示。选用了内带恒温槽、高安稳度的DS32KHz规范晶体振器，替代了运用32.768KHz一般晶振的计划。尽管这二种计划都能发生PCF8583时钟芯片所需求的频率，可是运用DS32KHz发生的晶振频率精度为±1分钟/年。而PCF8583时钟芯片时刻的精确性彻底取决于晶振频率的精确安稳性。因而，颠末图1电路改善后的计划包管了电压监测仪校验设备的时刻规范，一起还可把32.768KHz频率输出，作为运用比较法校验电压监测计算仪的规范脉冲。因为考虑到PCF8583内部不带锂离子电池，故外带锂离子电池来包管PCF8583的时钟供电。图1中R1和R2为I2C总线所需求的上拉电阻。P1.4口作为发送时钟信号，P1.5口作为发送或接纳数据信号。

4  PCF8583接口程序设计格局

    4.1 PCF8583I2C总线上的信号阐明

    因为PCF8583为I2C总线接口芯片，因而它的数据操作格局是彻底依照I2C总线上的信号读、写操作进行的。其间，I2C总线上的信号如图2所示。发动信号（S）出现在时钟脉冲SCL为高电平，且数据线SDA由高电平到低电平的变化时；中止信号（P）出现在时钟脉冲SCL为高电平，且数据线SDA由低电平到高电平的变化时；应对信号（A）出现在I2C总线上的第9个时钟脉冲SCL为高电平，且相应的数据线SDA为低电平时；非应对信号（/A）出现在I2C总线上的第9个时钟脉冲SCL为高电平，且相应的数据线SDA为高电平时；数据位传送为I2C总线发动后或应对信号发动后的第1～8个时钟脉冲所对应的一个字节的8位数据传送。数据传送依照先高后低位的准则进行读或写

    4.2 PCF8583读、写操作格局

    PCF8583一次数据操作格局包罗起始信号（S）、发送读或写寻址字节、 应对信号、发送数据字节、应对信号……直到发送中止信号（P）。在本文运用中，是按以下两种操作格局来编写程序的。

    ⑴ PCF8583 写操作格局PCF8583 写操作格局如下所示，是指从指定单首脑地址（word address）开端顺次写入几个字节数据。其间slave address1为PCF8583器材写地址，date1～daten为n个字节数据。

    ⑵ PCF8583 读操作格局

    PCF8583 读操作格局如下所示，先写入要读出的n个字节数据存入指定单首脑地址（word address）开端的RAM单元中，然后才开端读数据，其间slave address2为PCF8583器材读地址。

5  PCF8583软件编程

    依据图1所示的接口电路，PCF8583的写地址为#0A0H，读地址为#0A1H。在对PCF8583进行数据写入时，应先将日历时钟信息存放于单片机内部从10H开端的8个RAM单元，而从PCF8583读出的数据相同需存放在其间。
 
6  结束语

    本文论述的PCF8583时钟芯片,运用于单相电压监测仪设备,该设备是江西省2003年科技厅要点科技计划课题，编号为10220221，已于2005年6月完结科技成果鉴定。本文在论述了PCF8583的基本功用特色、存放器布局的基础上，给出了PCF8583的硬件接口电路、程序设计格局以及相应的接口软件。本文作者立异点是选用了内带恒温槽、高安稳度的DS32KHz晶体振荡器，给PCF8583时钟芯片供给安稳的频率信号，然后完结了规范时钟。尽管选用GPS全球定位系统相同可完结规范时钟，可是它的价钱高。因而，本文这种计划的运用是一个提高了产物性价比的成功比如，值得推行。