DS2417是DALLAS公司生產(chǎn)的帶中斷的、可兼容一線式MicroLAN接口的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，其串行通信速率達(dá)16.3kbps，且中斷時(shí)間間隔可編程；它采用32位二進(jìn)制秒計(jì)數(shù)器記錄時(shí)間，在25℃時(shí)，其時(shí)間準(zhǔn)確率為±2分鐘/月，可用2.5V～5.5V的電源供電。該芯片功耗很低，它僅吸收200nA的電流?？膳c多個(gè)DS2417或具有MicroLAN接口的一線式芯片并聯(lián)使用，CPU只需一根端口線就能與諸多一線式芯片通信，因此，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。

1 DS2417的引腳排列和內(nèi)部結(jié)構(gòu)

DS2417采用6引腳TSOC封裝，其引腳描述如表1所列。

表1 DS2417的引腳功能

DS2417的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。光刻ROM中的64位序列號(hào)是出廠前被刻好的，它可以看作是該DS2417的地址序列碼；6位光刻ROM的排列是：開(kāi)始8位（27H）為產(chǎn)品類型標(biāo)號(hào)，接著的48位是該DS2417自身的序列號(hào)，最后8位是前面56位的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC=X8+X5+X4+）；光刻ROM的作用是使每一個(gè)一線式器件的址都各不相同，這樣就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè)一線式芯片的操作。

對(duì)于一線端口，在ROM功能建立之間，時(shí)鐘的讀寫(xiě)和控制功能是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。總線控制器必須首先提供下列4個(gè)ROM功能控制命令（8位）中的一個(gè)：
（1）讀ROM，命令字[33H]；
（2）匹配ROM，命令字[55H]；
（3）搜索ROM，命令字[F0H]；
（4）跳過(guò)ROM，命令字[CCH]。

如果多個(gè)器件連接在一線上，這些命令將對(duì)每個(gè)器件的64位ROM部分進(jìn)行操作，并選出一個(gè)特定器件以進(jìn)行下一步讀時(shí)鐘[66H]和寫(xiě)時(shí)鐘[99H]操作的時(shí)鐘功能控制。而所有命令或數(shù)據(jù)的讀/寫(xiě)均從最低位開(kāi)始。

DS2417的5、6腳外接32.768MHz晶振，片內(nèi)振蕩器和分頻器可產(chǎn)生1Hz的時(shí)間基準(zhǔn)脈沖，可接入32位二進(jìn)制實(shí)時(shí)時(shí)鐘計(jì)數(shù)器以完成對(duì)時(shí)間的計(jì)量。時(shí)間計(jì)數(shù)值采用雙緩沖結(jié)構(gòu)，時(shí)鐘功能控制命令僅對(duì)讀/寫(xiě)緩沖器進(jìn)行操作，這樣可以防止實(shí)時(shí)時(shí)鐘計(jì)數(shù)器更新時(shí)發(fā)生讀寫(xiě)錯(cuò)誤。

由于DS2417芯片采用32位二進(jìn)制秒計(jì)數(shù)器來(lái)記錄時(shí)間（溢出的記時(shí)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)136年），因此必須根據(jù)實(shí)際需要規(guī)定一個(gè)基準(zhǔn)（例如將32位全0規(guī)定為2000年1月1日午夜0時(shí)0分0秒），在此基礎(chǔ)上通過(guò)編程算依次讀出32位數(shù)值以獲得相應(yīng)的秒、分、時(shí)以及日、月、年等信息。如果老大哥忍氣吞聲時(shí)間信息較多，從編程的復(fù)雜程序看，不宜選用DS2417，而應(yīng)選擇其他帶日歷的時(shí)鐘芯片。

系統(tǒng)繼電后，DS2417芯片將停止工作，如果在VDD端接入備用電流，則DS2417可看和是非易失性、獨(dú)立連續(xù)工作的器件。

2 振蕩器及中斷控制

DS2417內(nèi)部振蕩器的開(kāi)啟/關(guān)閉、中斷是否允許以及中斷申請(qǐng)脈沖時(shí)間間隔的長(zhǎng)短可用軟件控制，其控制命令字的格式如下：

其中D1、D0為無(wú)效位，讀出時(shí)始終為0；D3、D2用于控制或報(bào)告振蕩器的狀態(tài)，如果振蕩器處于工作狀態(tài)，讀出該字節(jié)時(shí)兩個(gè)OSC的值全為1，否則全為0，同樣對(duì)OSC寫(xiě)入全1時(shí)振蕩器開(kāi)啟，在OSC寫(xiě)入全0時(shí)可關(guān)閉振蕩器；D7位IE是中斷使能控制位，當(dāng)IE=1時(shí)中斷允許，IE=0時(shí)中斷關(guān)閉；D6、D5、D4是中斷申請(qǐng)脈沖（負(fù)脈沖，持續(xù)122μs）時(shí)間間隔控制位，時(shí)間間隔與IS2、IS1、IS0的關(guān)系如表2所列。

表2 DS2417的中斷脈沖時(shí)間間隔控制

3 DS2417與單片機(jī)的典型接口設(shè)計(jì)

圖2以MCS-51系列單片機(jī)為例，畫(huà)出了DS2417與微處理器的典型連接電路。其中1-Wire端接AT89C51的P1.0，INT端接AT89C51的INT0，VDD采用5V電源供電。

假設(shè)單片機(jī)系統(tǒng)所用的晶振頻率為12MHz，筆者根據(jù)DS2417的初始化時(shí)序、定悍序和讀時(shí)序分別編寫(xiě)了三個(gè)子程序：INIT為初始化子程序、WRITE為寫(xiě)（命令或數(shù)據(jù)）子程序、READ為讀數(shù)據(jù)子程序，所有的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)均由最低位開(kāi)始。具體程序如下：

DAT EQU P1.0
........
INIT：CLR EA
INI10：SETB DAT
MOV R2，#200
INT11：CLR DAT
DJNZ R2， INI11
；主機(jī)發(fā)復(fù)位脈沖持續(xù)3μs×200=600μs
SETB DAT ；主機(jī)釋放總線，口線改為輸入
MOV R2，#30
INI12：DJNZ R2，INI12
；DS2417；等待2μs×30=60μs
CLR C
ORL C，DAT
；DS2417；數(shù)據(jù)線變低（有存在脈沖）嗎？
JC INI10 ；DS2417未準(zhǔn)備好，重新初始化
MOV R6，#80
INT13：ORL C，DAT
JC INI14；DS2417；數(shù)據(jù)線變高，初始化成功
DJNZ R6， INI13
；數(shù)據(jù)線低電平可持續(xù)3μs×80=240μs
SJMP INI10 ；初始化失敗，重來(lái)
INI14：MOV R2，#240
INI15：DJNZ R2，INI15
；DS2417；應(yīng)答最少2μs×240=480μs
RET
；---------------
WRITE：CLR EA ；寫(xiě)入的命令/數(shù)據(jù)字節(jié)在A中
MOV R3，#8 ；循環(huán)8次，寫(xiě)一個(gè)字節(jié)
WR11：SETB DAT
MOV R4，#8
RRC A ；寫(xiě)入位從A中移到CY
CLR DAT
WR12：DJNZ R4，WR12 ；等待16μs
MOV DAT，C；命令字按位依次送給DS2417
MOV R4， #20
WR13：DJNZ R4， WR13 ；保證寫(xiě)過(guò)程持續(xù)60μs
DJNZ R3， WR11 ；未送完一個(gè)字節(jié)繼續(xù)
SETB DAT
RET
；----------------
READ：CLR EA
MOV R6,#8 ；循環(huán)8次，讀一個(gè)字節(jié)
RD11：CLR DAT
MOV R4，#4
NOP ；低電平持續(xù)2μs
SETB DAT ；口線設(shè)為輸入
RD12：DJNZ R4，RD12 ；等待8μs
MOV C，DAT ；主機(jī)按位依次讀入DS2417的數(shù)據(jù)
RRC A ；讀取的數(shù)據(jù)移入A
MOV R5，#30
RD13：DJNZ R5，RD13 ；保證讀過(guò)程持續(xù)60μs
DJNZ R6，RD11 ；讀完一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，存入A中
SETB DAT
RET
；----------------

由主機(jī)控制DS2417以完成時(shí)間初始值的寫(xiě)入或時(shí)間值的讀出必須經(jīng)過(guò)三個(gè)步驟，分別是：初始化使DS2417準(zhǔn)備好、發(fā)ROM功能命令和相應(yīng)的64位光刻ROM數(shù)據(jù)、發(fā)時(shí)鐘功能命令讀寫(xiě)控制字節(jié)和四個(gè)字節(jié)的時(shí)間值。假設(shè)一線僅掛接一個(gè)芯片，則對(duì)于ROM功能命令只需發(fā)跳過(guò)ROM[CCH]即可：而對(duì)于時(shí)鐘功能命令，不論是讀還是寫(xiě)，第一個(gè)字節(jié)均為控制字，隨后的四個(gè)字節(jié)為時(shí)間數(shù)據(jù)。如將讀出的控制字放入30H，時(shí)間計(jì)數(shù)值從低位到高位依次放入31H～34H，那么，其子程序GETSJ如下：
GETSJ：LCALL INIT
MOV A，#0CCH
LCALL WRITE ；發(fā)跳過(guò)ROM命令
LCALL INIT
MOV A，#66H ；發(fā)讀時(shí)鐘命令
LCALL WRITE
MOV R0，#30H
MOV R7，#5
RDNEXT：LCALL READ
MOV @R0，A
INC R0
DJNZ R7，RDNEXT
RET
.......

如果子程序GETSJ讀取的時(shí)間值放于34H～31H中，根據(jù)選擇的時(shí)間基準(zhǔn)，經(jīng)過(guò)編程變換即可得到日歷時(shí)間信息。如果一線上掛接多個(gè)DS2417或其它一線式接口芯片，則子程序GETSJ的編寫(xiě)將會(huì)復(fù)雜一些，限于篇幅，本文不再，讀者可參閱相關(guān)文獻(xiàn)。