一、引言

在現代電子系統中，實時時鐘（RTC）是一個至關重要的組件，它負責提供精確的時間信息，確保系統的正常運行。DS17487作為一款高性能的3V/5V實時時鐘芯片，廣泛應用于各種嵌入式系統、網絡設備、安全系統以及電表等領域。本文將詳細介紹DS17487的功能特性、工作原理、應用場景以及使用方法。

二、DS17487概述

DS17487是Dallas Semiconductor（現被Maxim Integrated收購）推出的一款實時時鐘芯片，它是工業標準DS12887 PC時鐘的后續產品。DS17487不僅繼承了DS12887的基本功能，還增加了許多增強特性，以滿足現代電子系統對高精度、高可靠性和低功耗的需求。

　　產品詳情

　　DS17285, DS17485, DS17885, DS17287, DS17487以及DS17887實時時鐘(RTC)是工業標準的DS12885和DS12887的后續產品。DS17285，DS17485和DS17885 (下文以DS17x85代替)提供一個實時時鐘/日歷，一個定時鬧鐘，三個可屏蔽中斷(共用一個中斷輸出)，可編程方波輸出和114字節的電池備份NV SRAM。DS17x85還集成了許多增強特性，例如硅序列號，電源開/關控制電路，和2K、4K或8K字節的電池備份NV SRAM。DS17287，DS17487和DS17887 (下文以DS17x87代替)在24引腳DIP模塊封裝內集成了晶振和鋰電池。DS17x85和DS17x87的電源控制電路允許系統通過外部激勵開啟電源，例如鍵盤或時間和日期(喚醒)鬧鐘。/PWR輸出引腳可被任一此類事件觸發，并可用于開啟外部電源。/PWR引腳受軟件控制，以便在某個任務完成后，能夠接著關斷系統電源。

　　對于所有少于31天的月份，所有器件的日期都能夠在月末自動調整，并帶有閏年補償。該器件可配置為24小時或12小時格式，并且帶有AM/PM指示。精確的溫度補償電路用于監控VCC。一旦檢測到主電源失效，器件可以自動切換到備用電源。鈕扣式鋰電池可以連接到DS17x85的VBAT輸入引腳，在主電源掉電時保持有效的時間和日期。DS17x85和DS17x87還包括了VBAUX輸入，用于電源輔助功能，例如/PWR控制。該器件通過一個復用的、字節寬度接口訪問。

　　應用

　　嵌入式系統

　　網絡集線器、橋接器和路由器

　　安全系統

　　電表

　　特性

　　集成了工業標準的DS12887 PC時鐘外加增強特性

　　RTC計算秒、分、時、星期、日期、月份和年，并且具有閏年補償，有效期至2099年

　　可選的+3.0V或+5.0V工作電壓

　　SMI恢復堆棧

　　64位硅序列號

　　電源控制電路，支持系統通過日期/時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小時或24小時時鐘，具有帶AM和PM指示的12小時模式

　　114字節通用、電池備份NV SRAM

　　擴展的電池備份NV SRAM

　　2048字節(DS17285/DS17287)

　　4096字節(DS17485/DS17487)

　　8192字節(DS17885/DS17887)

　　RAM清除功能

　　中斷輸出，帶6個獨立的可屏蔽中斷標志

　　鬧鐘可設置為每秒一次至每天一次

　　時鐘終止刷新周期標志

　　可編程方波輸出

　　自動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)

　　可選擇工業級溫度范圍

　　通過UL認證

三、功能特性

1. 實時時鐘/日歷功能

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

• 支持24小時或12小時時鐘格式，12小時模式下帶有AM/PM指示。

2. 電源管理功能

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

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

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

3. 存儲功能

• DS17487提供了114字節的通用、電池備份NV SRAM，用于存儲用戶數據。

• 此外，它還擴展了電池備份NV SRAM的容量，達到4096字節，滿足更大容量存儲需求。

4. 中斷和鬧鐘功能

• DS17487支持三個可屏蔽中斷，共用一個中斷輸出。

• 鬧鐘功能可設置為每秒一次至每天一次，靈活滿足各種定時需求。

5. 其他增強特性

• 集成了64位硅序列號，用于唯一標識器件。

• 提供了可編程方波輸出，可用于產生特定頻率的信號。

• 支持SMI恢復堆棧，增強系統恢復能力。

• 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部的晶振和計時電路。晶振產生穩定的時鐘信號，計時電路根據該信號進行時間計數。當主電源正常供電時，DS17487通過內部電路進行時間計算和存儲。當主電源失效時，備用電源（如紐扣式鋰電池）接管供電，確保計時電路和存儲電路的正常工作。

DS17487的電源控制電路允許系統通過外部激勵開啟電源。例如，當鍵盤輸入或時間和日期鬧鐘觸發時，/PWR輸出引腳會輸出高電平信號，用于開啟外部電源。此時，系統可以根據需要進行相應的操作。任務完成后，軟件可以控制/PWR引腳輸出低電平信號，關斷系統電源，以節省能源。

五、應用場景

DS17487憑借其高精度、高可靠性和低功耗的特性，廣泛應用于各種嵌入式系統、網絡設備、安全系統以及電表等領域。以下是一些具體的應用場景：

1. 嵌入式系統

• 在嵌入式系統中，DS17487可以作為系統的實時時鐘源，為系統提供精確的時間信息。這對于需要定時執行任務的嵌入式系統來說至關重要。

2. 網絡設備

• 在網絡集線器、橋接器和路由器等網絡設備中，DS17487可以用于記錄設備的工作時間、統計網絡流量等。同時，它還可以作為設備的備份時鐘源，在主時鐘源失效時接管時鐘功能。

3. 安全系統

• 在安全系統中，DS17487可以用于記錄事件的發生時間、持續時間等關鍵信息。這對于事故調查、安全審計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間、用電量等信息。這有助于電力部門對用戶的用電情況進行準確計量和收費。

六、使用方法

使用DS17487時，需要遵循以下步驟：

1. 硬件連接

• 將DS17487的電源引腳（VCC、GND）連接到系統的電源供應上。

• 根據需要連接備用電源（如紐扣式鋰電池）到VBAT引腳。

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

2. 軟件配置

• 初始化DS17487，包括設置時鐘格式、日期和時間等。

• 根據需要配置中斷和鬧鐘功能。

• 編寫軟件代碼以讀取DS17487的時間信息和用戶數據，并進行相應的處理。

3. 調試與測試

• 對系統進行調試和測試，確保DS17487能夠正常工作并提供準確的時間信息。

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

七、性能參數

DS17487的性能參數對于其在實際應用中的表現至關重要。以下是一些關鍵的性能參數：

1. 工作電壓

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

2. 工作溫度范圍

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

3. 時鐘精度

• DS17487的時鐘精度通常較高，能夠滿足大多數應用對時間精度的要求。具體的時鐘精度取決于晶振的頻率和穩定性以及DS17487內部的計時電路。

4. 功耗

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

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，連接系統的正電源供應。

• GND：地引腳，連接系統的地。

• 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. 數據總線引腳

• AD0-AD7：多路復用地址/數據總線引腳，用于與系統進行數據交換。

3. 控制引腳

• RD：讀控制引腳，低電平時有效，用于從DS17487讀取數據。

• WR：寫控制引腳，低電平時有效，用于向DS17487寫入數據。

• ALE：地址鎖存使能引腳，高電平時有效，用于鎖存地址信息。

• CS：片選引腳，低電平時有效，用于選擇DS17487進行通信。

• /PWR：電源控制輸出引腳，用于輸出電源控制信號以開啟或關斷外部電源。

4. 其他引腳

• SQW：方波輸出引腳，用于輸出可編程方波信號。

• IRQ：中斷輸出引腳，用于輸出中斷信號。

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

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

九、注意事項

在使用DS17487時，需要注意以下事項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的規格要求。

• 避免在主電源和備用電源之間產生過大的電壓差或電流沖擊。

2. 時鐘精度校準

• 定期對DS17487的時鐘精度進行校準，以確保其提供的時間信息的準確性。

3. 數據存儲管理

• 合理管理NV SRAM中的數據存儲和讀取操作，避免數據丟失或損壞。

4. 靜電防護

• 在處理DS17487時，要注意靜電防護，避免靜電對器件造成損壞。

5. 環境適應性

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

十、市場與競爭

DS17487作為實時時鐘芯片市場中的一款重要產品，面臨著來自其他廠商的競爭。以下是對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、網絡設備、安全系統以及電表等領域的不斷發展，對高精度、高可靠性和低功耗的實時時鐘芯片的需求也在不斷增加。DS17487憑借其優異的性能特性，在這些領域中占據了重要的市場份額。

2. 競爭對手

• 在實時時鐘芯片市場中，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異的實時時鐘芯片產品，如DS1307、DS3231等。這些產品在功能特性、性能參數、封裝形式等方面各有優勢，與DS17487形成了競爭關系。

3. 競爭優勢

• DS17487的競爭優勢主要體現在其高精度、高可靠性和低功耗的特性上。此外，它還集成了許多增強特性，如硅序列號、電源控制電路等，進一步提升了其市場競爭力。同時，DS17487還提供了豐富的封裝形式和引腳定義，方便用戶根據實際需求進行選擇和使用。

十一、未來發展趨勢

隨著電子技術的不斷發展和應用場景的不斷拓展，實時時鐘芯片也在不斷地進步和創新。以下是對DS17487未來發展趨勢的預測：

1. 更高精度

• 未來實時時鐘芯片將朝著更高精度的方向發展，以滿足對時間精度要求更高的應用場景的需求。DS17487的后續產品可能會采用更先進的計時電路和校準技術，進一步提高時鐘精度。

2. 更低功耗

• 低功耗是實時時鐘芯片的重要發展方向之一。未來DS17487的后續產品可能會采用更先進的低功耗設計技術，降低器件的靜態電流和動態功耗，延長系統的電池壽命。

3. 更多功能集成

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

4. 更小封裝

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

十二、總結

DS17487作為一款高性能的3V/5V實時時鐘芯片，在嵌入式系統、網絡設備、安全系統以及電表等領域中發揮著重要作用。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DS17487的功能特性、工作原理、應用場景、使用方法、性能參數、封裝與引腳定義、注意事項、市場與競爭以及未來發展趨勢等方面有了全面的了解。相信在未來的發展中，DS17487將繼續保持其競爭優勢，為電子系統的時間管理提供更加可靠和高效的解決方案。