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特征
➤实时时钟以BCD格式计算秒到年
➤用于外部SRAM的带非易失性控制的片上电池备用切换电路
➤备份模式下时钟工作电流小于500nA
➤微处理器复位对VCC=VSS有效
➤具有可编程超时周期的独立看门狗定时器
➤电源故障中断警告
➤可编程时钟警报中断在备用电池模式下激活
➤可编程周期中断
➤电池电量低警告
一般说明
bq4845实时时钟是一个低功耗微处理器外围设备,它集成了一个时间时钟、一个100年日历和一个28针SOIC或DIP中的CPU管理器。bq4845是传真机、复印机、工业控制系统、销售终端、数据记录器和计算机的理想选择。
bq4845为32.768KHz石英晶体提供直接连接以及3V备用电池。bq4845采用条件芯片可输出(CEOUT)和电池电压输出(VOUT)管脚,实现了对外部SRAM的写保护和非易失性制作。备用单元为实时时钟供电,并在没有系统电压的情况下维护SRAM信息。
bq4845包含一个温度补偿参考和比较器电路,用于监测其电压供应的状态。当bq4845检测到超差情况时,它会生成一个中断警告,然后是一个微处理器重置。重置在VCC上升到允许范围内后,复位保持激活200毫秒,以允许电源和处理器稳定。
bq4845还有一个内置的看门狗定时器来监控处理器的运行。如果微处理器没有在编程超时时间内切换看门狗输入(WDI),bq4845将断言WDO和RST。WDI unconnected禁用看门狗计时器。
bq4845可以根据时钟警报条件或周期设置生成其他in-terrupts。报警中断可以设置为每秒一次到每月一次。可以在电池备份模式下激活警报,作为系统唤醒呼叫。对于速度超过每秒一次的中断,周期中断可以编程为30.5微秒到500毫秒。
插脚连接
管脚名称
A0–A3:时钟/控制地址输入
DQ0–DQ7:数据输入/输出
WE:写入启用
OE:输出启用
CS:芯片选择输入
CEIN:外部RAM芯片启用
CEOUT:条件RAM芯片启用
X1–X2:晶体输入
BC:备用电池输入
VOUT:备用电池输出
INT:中断输出
RST:微处理器复位
WDI:看门狗输入
WDO:看门狗输出
VCC:+5V电源
VSS:接地
功能描述
图1是bq4845的框图。以下章节描述了bq4845的功能操作,包括时钟接口、数据保持模式、上电复位定时、看门狗定时器激活和中断生成。
地址映射
bq4845提供16字节的时钟和控制状态寄存器。表1是bq4845寄存器的映射,表2描述了寄存器位。
时钟存储器接口
bq4845具有与标准SRAM相同的时钟/日历和控制信息接口。要读取和写入这些位置,用户必须将bq4845置于正确的模式并满足计时要求。
读取模式
每当OE(输出使能)低且CS(芯片选择)低时,bq4845处于读取模式。由4个地址输入指定的唯一地址定义要访问的16个时钟/日历字节中的哪一个。bq4845在tAA(地址访问时间)内的数据I/O管脚处提供有效数据。这发生在最后一个地址输入信号稳定并且满足CS和OE(输出启用)访问时间之后。如果不满足CS和OE访问时间,则在芯片选择访问时间(tACS)或输出启用访问时间(tOE)之后,有效数据可用。
注:*=未使用的位;不可编辑并读取为0。
对于有效的时间/日历范围,应将0设置为0。
BCD中的时钟日历数据。闰年自动调整。
PM/AM=1表示PM;PM/AM=0表示AM。
DSE=1启用夏令时调整。
24/12=1启用24小时数据表示;24/12=0启用12小时数据表示。
星期日编码为星期日=1到星期六=7。
有效电池的BVF=1。
STOP=1打开RTC;STOP=0在备份模式下停止RTC。
CS和OE控制八个三态数据I/O信号的状态。如果输出在tAA之前被激活,数据线将被驱动到一个不确定的状态,直到tAA。如果地址输入在CS和OE保持低位,输出数据对tOH(输出数据保持时间)保持有效,但在下一个地址访问之前不确定。
写入模式
无论何时我们和CS处于活动状态,bq4845都处于写模式。写入的开始是从后面出现的WE或CS的下降沿引用的。写操作被WE或CS的早期上升沿终止。地址必须在整个周期内保持有效。在启动另一个读或写循环之前,必须从CS或tWR1返回至少tWR2的high。
中的数据在写入结束前必须是有效的tDW,并且在写入结束后对tDH1或tDH2保持有效。在写入周期中,OE应该保持高电平,以避免总线争用;不过,如果输出总线已被低电平CS和OE激活,低电平则在下降后禁用输出tWZ。
读时钟
每秒一次,用户可访问的时钟/日历位置将从内部实时计数器同时更新。为防止在转换过程中读取数据,应停止对bq4845时钟寄存器的更新。通过设置控制寄存器E的更新传输抑制(UTI)位D3来停止更新。只要UTI位是1,就禁止对用户可访问的时钟位置的更新。一旦通过读取适当的时钟存储器位置检索到冻结的时钟信息,则应将UTI位重置为0,以便允许从内部计数器进行更新。由于内部计数器不是通过设置UTI位而停止的,因此读取时钟位置对时钟精度没有影响。一旦UTI位重置为0,内部寄存器在一秒钟内以正确的时间更新用户可访问的寄存器。在时钟更新期间发出的halt命令允许在冻结数据之前进行更新。
设置时钟
还必须使用UTI位来设置bq4845时钟。一旦设置好,就可以使用BCD格式的所需信息来写入位置。将UTI位重置为0将导致写入的值传输到内部时钟计数器,并允许在一秒钟内恢复对用户可访问寄存器的更新。
停止和启动时钟振荡器
bq4845时钟可编程为在断电前将停止设置为0,以在部件进入电池备用模式时关闭。如果使用bq4845的电路板要在存储中花费很长一段时间,则可以使用停止位来保持一些电池容量。当VCC降到VSO以下时,停止设置为1可保持时钟运行。当VCC大于VSO时,无论停止状态如何,bq4845时钟都会运行。
断电/通电循环
bq4845连续监测VCC是否超差。在电源故障期间,当VCC低于VPFD时,bq4845写保护时钟和存储寄存器。当VCC低于VBC(典型为3V)时,电源切换至BC。RTC操作和存储数据由有效的备用能源维持。当VCC高于VBC时,电源为VCC。VCC上升到VPFD以上后,tCSR时间继续写保护。
外部CMOS静态RAM由电池供电,使用来自bq4845的VOUT和芯片启用输出引脚。当电压输入VCC在电源故障期间切换时,芯片使能输出(CEOUT)被强制停用,而与芯片使能输入CEIN无关。
当VCC低于VPFD时,此活动无条件写入保护外部SRAM。如果在断电检测期间正在对外部SRAM进行存储器访问,则在存储器被写保护之前,该存储器周期将继续完成。如果存储器周期没有在时间tWPT内终止,芯片使能输出无条件地被驱动高,写保护被控制的SRAM。
当电源继续低于VPFD时,内部开关设备将VOUT强制送到外部备用能源。CEOUT被VOUT能源高举。
在通电期间,当VCC上升到备用电池输入电压源VOUT以上时,VOUT切换回5V电源。在电源达到VPFD后,CEOUT在时间tCER内保持非活动状态,与CEIN输入无关,以允许处理器稳定。
在功率有效运行期间,CEIN输入以小于12ns的传播延迟传递到CEOUT输出。
图2显示了外部RAM、电池和crystal的硬件连接。
一个bq4845提供一次备用能源输入。BC输入接受3V主电池,通常是某种锂化学物质。由于bq4845提供反向电池充电保护,因此不需要与电池串联的二极管或限流电阻器。为了防止在没有有效数据可保留时电池耗尽,VOUT和CEOUT通过电池的初始连接在内部与BC隔离。在VCC首次应用于VPFD之上之后,这种隔离被打破,并且备用单元为外部SRAM提供VOUT和CEOUT电源。
晶体应尽可能靠近X1和X2,并符合晶体规格表中的规格。使用指定的晶体,在室温下,bq4845 RTC将精确到每月一分钟以内。在没有晶体的情况下,32.768khz的波形可以输入X1,X2接地。
上电复位
这个bq4845提供上电复位,在VCC通过VPFD后,上电复位将第一个引脚拉低,并在tRST上电时保持低。如果BC上有有效的蓄电池电压,则RST对于VCC=VSS仍然有效。
看门狗定时器
看门狗通过看门狗输入(WDI)监视微处理器的活动。要使用看门狗功能,请将WDI连接到总线或微处理器I/O线。如果WDI保持高或低的时间长于看门狗超时时间(默认为1.5秒),bq4845将断言WDO和RST。
看门狗输入
如果在看门狗期间看门狗输入(WDI)处发生状态变化(高到低、低到高或最小100ns脉冲),bq4845重置看门狗定时器。看门狗超时由寄存器B中的WD0WD2设置。bq4845通过电源循环维持看门狗超时编程。WD0-WD2的默认状态(没有有效的电池电量)为000或通电时为1.5s。表3显示了可编程看门狗超时率。重置后的看门狗超时时间等于编程的看门狗超时时间。
要禁用看门狗功能,请保留WDI浮动。内部电阻网络(WDI时的100kΩ等效阻抗)将WDI偏置至约1.6V。内部比较器检测到该电平并禁用看门狗定时器。当VCC低于电源故障阈值时,bq4845禁用看门狗功能,并断开WDI与其内部电阻网络的连接,从而使其高阻抗。
看门狗输出
在看门狗超时期间,如果在WDI处有转换或脉冲,则看门狗输出(WDO)保持高。当VCC低于电源故障阈值、电池备用模式启用或WDI开路时,bq4845禁用看门狗功能,WDO为逻辑高电平。在看门狗模式下,如果在看门狗超时期间在WDI处没有发生转换,则bq4845对复位超时期间t1断言RST。WDO变低,在WDI的下一个转换之前保持低。如果WDI无限期地保持高或低,RST将每t3秒产生脉冲(t1秒宽)。图3显示了看门狗计时。
中断
bq4845允许三个单独选择的中断事件在INT管脚上生成中断请求。这三个中断事件是:
*定期中断,可编程为每30.5微秒至500毫秒发生一次
*报警中断,可编程为每秒一次至每月一次
*电源故障中断,当bq4845检测到电源故障时,该中断可以被断言
周期、报警和电源故障中断由寄存器C(中断寄存器)中的单个中断启用位启用。当一个事件发生时,它在标志寄存器(寄存器D)中的事件标志位被设置。如果还设置了相应的事件启用位,则生成中断请求。读取标志寄存器清除所有标志位并使INT高阻抗。要重置标志寄存器,bq4845地址必须在寄存器D处保持稳定至少50ns,以避免意外重置。
周期性中断
中断寄存器程序中的位RS3–RS0周期中断的速率。用户可以用两种方式解释中断:轮询PF断言的标志寄存器,或者设置PIE,以便在bq4845设置周期标志时INT变为活动。读取标志寄存器重置PF位并将INT返回高阻抗状态。表4显示了周期率。
报警中断
寄存器1、3、5和7对实时闹钟进行编程。在每个更新周期中,bq4845将时钟寄存器中的日期、小时、分钟和秒与相应的报警寄存器进行比较。如果找到所有对应字节之间的匹配,则设置标志寄存器中的报警标志AF。如果用AIE启用报警中断,中断请求在INT上生成。通过读取标志寄存器清除报警条件。ALM1–ALM0在报警寄存器中,屏蔽每个报警比较字节。通过将ALM1(D7)和ALM0(D6)设置为1来屏蔽报警字节。根据表5,报警字节屏蔽可用于选择报警中断的频率。
当bq4845处于电池备份模式时,通过在中断寄存器中设置ABE,可以激活报警中断。通常情况下,在电池备份期间,内部引脚会变为高阻抗。但是,如果设置了ABE,当出现报警条件并且设置了AIE位时,INT将被驱动为低。由于AIE位在上电复位期间复位,因此在上电复位期间生成的警报仅更新标志寄存器。用户可以在启动期间读取标志寄存器,以确定在通电重置期间是否生成警报。
电源故障中断
当VCC下降到电源故障检测点时,电源故障标志PWRF被设置。如果还设置了电源故障中断启用位(PWRIE),则INT被断言为低。断电中断发生在bq4845产生复位和取消选择之前的tWPT。通电时清除PWRIE位。
电池电量低警告
bq4845检查电池是否通电。当电池电压约为2.1V时,标志寄存器中的电池有效标志BVF被设置为0,表示时钟和RAM数据可能无效。
笔记:
1、 我们被高举阅读周期。
2、 连续选择设备:CS=OE=VIL。
3、 地址在CS转换低之前有效或与之一致。
4、 OE=中档。
5、 连续选择设备:CS=VIL。
注:
1、CS或WE必须在地址转换期间处于高位。
2、 由于在此期间I/O可能处于激活状态(OE低),因此不得应用与输出相反极性的数据输入信号。
3、 如果OE高,则I/O引脚保持高阻抗状态。
4、 必须满足tWR1或tWR2。
5、 必须满足tDH1或tDH2。
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