SD2000RAM系列（含SD2000A/SD2001A/SD2002A）是一種具有內(nèi)置晶振、支持I2C總線接口的高精度實時時鐘芯片。該系列芯片可保證時鐘精度為±4ppm(在25±1℃下)，即年誤差小于2分鐘；該芯片可內(nèi)置電池、串行NVSRAM，其中內(nèi)置一次性電池可保證在外部掉電情況下時鐘使用壽命超過五年，內(nèi)置充電電池在一次充滿情況下可保證內(nèi)部時鐘走時時間超過一年以上（可滿充200次）；內(nèi)置串行NVSRAM為非易失性SRAM，擦寫次數(shù)可達(dá)100億次。該系列芯片可滿足對實時時鐘芯片的各種需要，有工業(yè)級產(chǎn)品可供選擇，是在選用高精度實時時鐘時的理想選擇。
n 主要性能特點(diǎn)： l 低功耗：典型值1.0μA（VDD=3.5V）。 l 工作電壓：3.0～5.5V（其中NVSRAM在4.5～5.5V工作），工作溫度：民用級0℃～70℃，工業(yè)級－40℃～85℃。 l 年、月、日、星期、時、分、秒的BCD碼輸入/輸出。 l 自動日歷到2099年（包括閏年自動換算功能）。 l 可設(shè)定的兩路鬧鐘（定時）及32768Hz～1Hz的方波信號輸出。 l 內(nèi)置穩(wěn)壓電路及電源掉電檢測電路。 l 內(nèi)置電源管理電路，當(dāng)VDD≥3.0V時，內(nèi)部電池不耗電。 l 內(nèi)置充電電路（SD2001系列），總電量超過1.6Ah，保證時鐘使用壽命超過10年或更長時間。 l 內(nèi)置4kbit～256kbit的非易失性SRAM（B/C/D/E型）,其擦寫次數(shù)100億次，且沒有內(nèi)部寫延時。 l 內(nèi)置晶振，出廠前已對時鐘進(jìn)行校準(zhǔn)，保證精度±4ppm，即時鐘年誤差小于2分鐘(在25±1℃下)。 l 小體積封裝形式SD2002系列可供選擇：八腳單列封裝（內(nèi)部不帶電池）。 n 型號列表 表1SD2000RAM系列選型表 標(biāo)準(zhǔn)型 SD2000系列 | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | l 內(nèi)置一次性電池，在外部掉電情況下內(nèi)部時鐘走時時間為5－10年。 l 24腳DIP封裝形式 l | l 內(nèi)置充電電路和充電電池，充滿一次可保持內(nèi)部時鐘走時時間超過一年以上，可滿充電次數(shù)達(dá)200次。 l 24腳DIP封裝形式 | l 無內(nèi)置電池。 l 八腳單列封裝形式 l 體積小：23×7×12mm3。
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注：各型號均有工業(yè)級，其尾綴加“I”以示區(qū)分，如“SD2000API”為SD2000A的工業(yè)級，“P”標(biāo)志為直插封裝形式。
n 管腳設(shè)置
圖1SD2000系列管腳圖 表2 SD2000系列管腳功能表
標(biāo)號 | | | | 外加備用電池引腳
| 針對SD2000系列，由于在模塊內(nèi)部有電池，故在其電池能量未耗盡之前不接
| | 測試
| 內(nèi)部電池電壓檢測腳（通常不接）
| | 打開/關(guān)閉SRAM，此管腳在接高電平為關(guān)閉SRAM，接低電平時打開SRAM。
| 此功能腳主要用來降低芯片整體功耗
| | 串行時鐘輸入腳，由于在SCL上升/下降沿處理信號，要特別注意SCL信號的上升/下降升降時間，應(yīng)嚴(yán)格遵守說明書。
| CMOS輸入（與VDD間無保護(hù)二極管
| | 串行數(shù)據(jù)輸入/輸出腳，此管腳通常用一電阻上拉至VDD，并與其它漏極開路或集電器開路輸出的器件通過線與方式連接.
| N溝道開路輸出（與VDD間無保護(hù)二極管）CMOS輸入
| | SRAM串行數(shù)據(jù)輸入/輸出腳，此管腳通常用一電阻上拉至VDD，通過線與方式與其它在I2C總線上的器件連接。
| N溝道開路輸出
| | SRAM串行數(shù)據(jù)時鐘腳。數(shù)據(jù)在此管腳的上升沿/下降沿按時序輸入/輸出。
| CMOS輸入
| | 實時時鐘與串行SRAM的串行數(shù)據(jù)輸入/輸出腳，此管腳通常用一電阻上拉至VDD，通過線與方式與其它在I2C總線上的器件連接。
| 此管腳通過CPU所發(fā)送的指令來區(qū)別其功能（僅SD2002系列具有）。
| | 實時時鐘與串行SRAM的串行數(shù)據(jù)時鐘腳，數(shù)據(jù)在此管腳的上升沿/下降沿按時序輸入/輸出。
| 此管腳通過CPU所發(fā)送的指令來區(qū)別其功能（僅SD2002系列具有）。
| | 報警中斷1輸出腳，根據(jù)中斷寄存器與狀態(tài)寄存器來設(shè)置其工作的模式，當(dāng)定時時間到達(dá)時輸出低電平或時鐘信號。它可通過重寫狀態(tài)寄存器來禁止
| N-溝道開路輸出（與VDD端之間無保護(hù)二極管）
| | 報警中斷2輸出腳，根據(jù)中斷寄存器與狀態(tài)寄存器來設(shè)置其工作的模式，當(dāng)定時時間到達(dá)時輸出低電平或時鐘信號。它可通過重寫狀態(tài)寄存器來禁止
| N-溝道開路輸出（與VDD端之間無保護(hù)二極管
| | 正電源
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| | 3.3V穩(wěn)壓輸出腳，當(dāng)VDD≥3.4V時有效
| 可供電流≤30mA，電壓精度3.3V±2％.
| | 負(fù)電源（GND）
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注：以上各圖中SDA，INT1，INT2對VDD上拉電阻均未標(biāo)出，實際應(yīng)用中要加上。
n 實時時鐘電路（適用于SD2000全系列） 1．串行接口 SD2000系列的實時時鐘部分通過基于I2C總線的串行接口方式去接收各種命令并讀寫數(shù)據(jù)。基于I2C總線傳輸方式描述如下： （1）開始條件 當(dāng)SCL處于高電平時，SDA由高電平變成低電平時構(gòu)成一個開始條件，對SD2000的實時時鐘部分的所有操作均必須由開始條件開始。 （2）停止條件 當(dāng)SCL處于高電平，SDA由低電平變成高電平構(gòu)成一個停止條件，此條件發(fā)生時對SD2000的實時時鐘部分的所有操作均停止。 圖3 實時時鐘部分串行接口 （3）數(shù)據(jù)傳輸 當(dāng)SCL為低電平，且SDA線電平變化時，則數(shù)據(jù)由CPU傳輸給SD2000；當(dāng)SCL為高電平，且SDA電平變化時，SD2000收到一個開始或停止條件。 圖4 實時時鐘數(shù)據(jù)傳輸時序 (4) 確認(rèn) 數(shù)據(jù)傳輸以8位序列進(jìn)行。SD2000在第九個時鐘周期時將SDA置位為低電平，即送出一個確認(rèn)信號（Acknowledgebit,以下簡稱“ACK”），表明數(shù)據(jù)已經(jīng)被其收到。 圖5 實時時鐘確認(rèn)信號 2. 操作指令：當(dāng)CPU發(fā)出開始條件與實時時鐘部分建立連接后，CPU通過SDA總線連續(xù)輸出4位器件地址，3位操作指令和1位讀/寫指令。 （1） 器件代碼： 其中高四位稱“器件代碼”，它代表實時時鐘部分的器件地址，固定為“0110”。 表3 實時時鐘器件代碼 （2）由三位操作指令共構(gòu)成對實時時鐘部分操作的八條指令： 表4實時時鐘指令表 C2
| C1
| C0
| | | | | | 復(fù)位（00（年），01（月），01（天），0（星期）00（分），00（秒）（*1）
| | | | | 狀態(tài)寄存器存取
| | | | | 實時數(shù)據(jù)讀寫方式1（從年數(shù)據(jù)開始）
| | | | | 實時數(shù)據(jù)讀寫方式2（從小時數(shù)據(jù)開始）
| | | | | 報警中斷/頻率設(shè)置1（INT1腳）
| | | | | 報警中斷/頻率設(shè)置2（INT2腳）
| | | | | 測試模式開始（*2）
| | | | | 測試模式結(jié)束（*2）
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注意：（*1）使用該命令時，可以不管R/W位的值。 （*2）這是一條供IC測試的特殊用途指令，一般不用。 （3）一位讀/寫指令R/W指明對實時時鐘部分進(jìn)行何種操作(讀或?qū)?。 表5 實時時鐘操作模式 3. 寄存器 實時時鐘部分共包括四個寄存器：實時數(shù)據(jù)寄存器，狀態(tài)寄存器，兩組報警時間/頻率設(shè)置寄存器。 (1) 實時數(shù)據(jù)寄存器 實時數(shù)據(jù)寄存器是一個56位的存儲器，它以BCD碼方式存貯，包括年、月、日、星期、時、分、秒的數(shù)據(jù)。實時數(shù)據(jù)的讀/寫操作都通過發(fā)送或接收年(實時數(shù)據(jù)讀寫方式1)或小時(實時數(shù)據(jù)讀寫方式2)數(shù)據(jù)的第一位“LSB”開始執(zhí)行的。 年數(shù)據(jù)（00~99）：設(shè)置最后兩位數(shù)字（00~99），通過自動日歷功能計至2099年。 月數(shù)據(jù)（01~12）每月包含天數(shù)通過自動日歷功能來更改。 1,3,5,7,8,10,12:1~31 4,6,9,11: 1~30 2(閏年)：1~29 2（普通）：1~28 日數(shù)據(jù)（01~31） 星期數(shù)據(jù)（00~06）：七進(jìn)制計數(shù)器， 00對應(yīng)星期天,01對應(yīng)星期一,依次類推. 小時數(shù)據(jù)（00~23或00~11） 12小時進(jìn)制0：AM，1:PM 對于24小時進(jìn)制，這一位沒有意義但芯片內(nèi)部必須將其設(shè)置為“0”或”1” 分?jǐn)?shù)據(jù)（00~59） 秒數(shù)據(jù)（00~59）與測試標(biāo)志 TEST位:在測試模式變?yōu)椤?” 圖6 實時時鐘實時數(shù)據(jù)寄存器 特別注意:在24小時制式下,讀取實時數(shù)據(jù)時一定要屏蔽小時的最高位(MSB)至0. （1） 狀態(tài)寄存器 狀態(tài)寄存器是一個8位寄存器，它允許你用來顯示和設(shè)置不同的模式，其中“Power”是只讀位，其它均可讀/寫。
B7 Power在上電時或在電源電壓改變時（小于VDET），電源電壓檢測電路工作，此位置為”1”。該位一旦置為“1”，即使電源電壓達(dá)到或超過檢測電壓，此位也不會變?yōu)椤?”，而必須通過操作指令中的復(fù)位命令才能使之復(fù)“0”。本標(biāo)志位為只讀位。 B6 12/24：本標(biāo)志用于設(shè)置12小時制或24小時制： 0：（12小時制）； 1：（24小時制） B5 INT1AE；B4 INT2AE：此位用于設(shè)置從INT1腳（或INT2腳）輸出的報警中斷的狀態(tài)。通過INT1（INT2）寄存器來設(shè)置報警時間。 0：報警中斷輸出禁止； 1：報警中斷輸出允許。 B3 INT1ME；B2 INT2ME：此位用于設(shè)置從INT1腳（或INT2腳）的輸出為每分鐘邊沿中斷或每分鐘固定中斷。如設(shè)為每分鐘固定中斷輸出，需將INT1ME和INT1FE（或INT2ME和INT2FE）均置為1。 0：報警中斷或可選頻率的固定中斷輸出； 1：每分鐘邊沿中斷或每分鐘固定中斷輸出 B1 INT1FE；B0 INT2FE：此位用于設(shè)定INT1腳（或INT2腳）的輸出為每分鐘固定中斷（周期一分鐘，占空比50%）或可選頻率的固定中斷。如果可選頻率的固定中斷輸出被允許時，INT1寄存器（或INT2寄存器）是用來存放頻率數(shù)據(jù)的寄存器。 0：報警中斷或每分鐘邊沿中斷輸出； 1：每分鐘固定中斷輸出或可選頻率的固定中斷輸出 （3）兩組報警時間/可選頻率設(shè)置寄存器 有兩組16位報警時間/可選頻率設(shè)置寄存器，用于設(shè)置報警時間或可選頻率，它們由INTxAE與INTxFE控制。其中寄存器上的AM/PM標(biāo)志位必須同12小時制或24小時制相對應(yīng)，否則設(shè)定的小時數(shù)將與報警數(shù)據(jù)不匹配。該寄存器為只寫寄存器。 A. INTxAE=1時, INT1和INT2寄存器用來存放報警時間數(shù)據(jù),其格式用BCD碼代表小時與分鐘,與實時數(shù)據(jù)寄存器中的小時和分鐘寄存器設(shè)置相同。同樣,數(shù)據(jù)設(shè)置必須與在狀態(tài)寄存器中的12小時制或24小時制一致,不要設(shè)置任何不存在的時間。 （4）測試標(biāo)志位 測試標(biāo)志位是一個一位長的寄存器，它分配在實時數(shù)據(jù)寄存器中秒數(shù)據(jù)的MSB位。如果收到測試模式開始命令,則該位被置為”1”。當(dāng)該位為”1”時，你必須送入測試模式結(jié)束命令或復(fù)位命令才可清此位為”0”。 4．初始狀態(tài)： (1) 在出廠時 在出廠之前，對SD2000已做了時間和狀態(tài)寄存器設(shè)置(沒有內(nèi)置電池的型號如SD2002除外)：時間為北京標(biāo)準(zhǔn)時間，狀態(tài)寄存器值為“00h”、INT1和INT2寄存器的值均為“0000h”，即狀態(tài)寄存器的第7位（電源標(biāo)志位）為”0”，且禁止INT1腳和INT2腳輸出信號。 實時寄存器：當(dāng)前的北京時間，xx（年），xx（月），xx（日），x（星期），xx（時），xx（分），x（秒） 狀態(tài)寄存器：“00h”,INT1寄存器：“0000h”,INT2寄存器：“0000h” (2) 沒有內(nèi)置電池的型號(SD2002)在上電時 SD2002在上電時，狀態(tài)寄存器值為“82h”、INT1寄存器的值為“8000h”，即狀態(tài)寄存器的第7位（電源標(biāo)志位）為1，INT1腳輸出1HZ的時鐘信號。 實時寄存器：00（年），01（月），01（日），0（星期），00（時），00（分），00（秒） 狀態(tài)寄存器：“82h”,INT1寄存器：“8000h”，INT2寄存器：“0000h” SD2002上電后, 通常要發(fā)復(fù)位命令給SD2002來清電源標(biāo)志位(參見本節(jié)第4). (3) 在內(nèi)部電池欠壓時 在內(nèi)部電池電壓欠壓時，實時時鐘中的電源電壓檢測電路工作并將內(nèi)部狀態(tài)寄存器的第7位（電源標(biāo)志位）置為”1”，此種情況一般需要SD2000出廠五年至十年時間才會出現(xiàn)。當(dāng)狀態(tài)寄存器的第7位置為”1”后，即使電源電壓達(dá)到或超過檢測電壓時，該值也一直保持不變。這說明內(nèi)部電池已不能保存時間數(shù)據(jù)，需要更換芯片SD2000或從SD2000的VBAT腳加3V電池繼續(xù)使用。 (4) 收到復(fù)位命令時 當(dāng)接收到復(fù)位命令時，各寄存器將變?yōu)槿缦轮担?/div> 實時數(shù)據(jù)寄存器：00（年），01（月），01（天），0（星期），00（時），00（分），00（秒） 圖11 實時時鐘初始化 5. 讀/寫數(shù)據(jù) (1)讀數(shù)據(jù) 當(dāng)檢驗到開始條件后，實時時鐘接收器件代碼和命令。當(dāng)讀/寫位為”1”時，此時進(jìn)入實時時鐘讀取模式或狀態(tài)寄存器讀取模式。無論上述哪一種方式，數(shù)據(jù)均是從LSB依次輸出。 i. 讀取實時時鐘數(shù)據(jù)1 (2) 寫數(shù)據(jù) 當(dāng)檢測到開始條件后，實時時鐘開始接收器件代碼和命令。當(dāng)讀/寫位為“0”時，此時進(jìn)入實時時鐘數(shù)據(jù)寫模式或狀態(tài)寄存器寫模式，數(shù)據(jù)必須按順序從LSB位開始依次輸入。在實時時鐘數(shù)據(jù)寫入時,如有ACK信號緊跟著實時時鐘數(shù)據(jù)寫命令，則日歷和時間計數(shù)器將被復(fù)位，并將停止內(nèi)部時間累加操作。繼續(xù)接收完分鐘數(shù)據(jù)及秒數(shù)據(jù)，此時月末數(shù)據(jù)將被修正。當(dāng)SD2000接收完秒數(shù)據(jù)同時發(fā)出ACK信號給CPU，從此新的計時開始。 i. 實時數(shù)據(jù)寫入1 （3）不存在的數(shù)據(jù)與月份末數(shù)據(jù)的處理： 當(dāng)寫入實時時鐘數(shù)據(jù)時，SD2000確認(rèn)它并處理那些無效數(shù)據(jù)且做月末校正: http://www.whwave.com.cn下載
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