摘要　ｓｄ２２００ｅｌｐ是深圳兴威帆电子技术有限公司生产的高精度实时时钟芯片。本文给出了时钟芯片ｓｄ２２００ｅｌｐ与ａｔｍｅｇａｌ６的接口设计，并实现了ａｖｒ的ｔｗｉ总线对ｓｄ２２００ｅｌｐ进行时钟和ｅ２ｐｒｏｍ的读／写操作的ｃ语言程序，具有很强的实用性和通用性。

　　在提升机制动闸瓦间隙实时在线检测的设计中，需要保存故障时间和故障数据。大部分仪器仪表中都要使用时钟芯片，但是很多的实时时钟芯片（如ｐｃｆ８５６３）没有掉电保护，须外接晶振和电池，比较麻烦。而深圳兴威帆电子技术有限公司生产的ｓｄ２２００ｅｌｐ是内置３２　ｋｂｅ２ｐｒｏｍ的串行实时时钟芯片，不需要外接器件支持，连线简单、可靠，提供的数据精确，断电后也能继续工作。微控制器采用ａｔｍｅｌ公司的ａｔｍｅｇａｌ６单片机，利用ａｔ－ｍｅｇａｉ６的硬件ｔｗｉ接口可直接对ｓｄ２２００ｅｌｐ进行操作，无需软件模拟ｉ２ｃ方式，使用方便、可靠。

　　１　ｓｄ２２００ｌ简介

　　ｓｄ２２００ｌ系列（包括ｓｄ２２００ｂ／ｃ／ｄ／ｅ／ｆｌｐ）是一种具有内置晶振、支持ｉ２ｃ总线的高精度实时时钟芯片。ｓｄ２２００ｅｌｐ是ｓｄ２２００ｌ系列中的一种，该芯片可保证时钟精度为±５ｐｐｍ（在－１０～５０℃下），即年误差小于２．５ｍｉｎ。芯片内置时钟精度调整功能，可以在很宽的范围内校正时钟的偏差；内置３２ｋｂ串行非易失性ｅ２ｐｒｏｍ；可在３．０～５．５ｖ下工作，擦写次数可达１００万次，数据保存时间为十年；内置一次性电池，可保证在外部掉电情况下时钟使用寿命超过五年。ｓｄ２２００ｌ系列内部结构如图ｌ所示。

　　２　硬件设计

　　ｓｄ２２００ｅｌｐ既有实时芯片的功能，又可以存储数据到内置ｅ２ｐｒｒｏｍ中。因为ｓｄ２２００ｅｌｐ是ｉ２ｃ总线接口方式，所以其硬件接口设计非常简单，可以大大简化单片机外围器件。ａｖｒ的ｔｗｉ总线实质上就是ｉ２ｃ总线，只是名称不一样。图２中ｉｎｔｌ脚为ｓｄ２２００ｅｌｐ的定时中断输出，与ａｔｍｅｇａｌ６的外部中断ｉｎｔｌ相连接（ｉｎｔｌ配置为下降滑触发方式），ｓｄａ、ｓｃｌ为两线式串行引脚，分别与ａｔｍｅｇａｌ６的ｔｗｌ（ｐｃｌ、ｐｃｏ）相连。

　　３　软件设计

　　如果外围器件是ｉ２ｃ接口类型，而单片机没有ｉ２ｃ接口，那么必须用软件模拟的方式来实现。ａｖｒ单片机功能很强，它带有ｔｗｉ接口，可以直接利用ａｔｍｅｇａｌ６的硬件ｉ２ｃ接口来对外围ｉ２ｃ器件进行操作，非常方便、有效。这样可以节省模拟ｉ２ｃ程序，为用户编程省去很多麻烦。下面是使用ａｔｍｅｇａｌ６对内置ｅ２ｐｒｏｍ的实时时钟芯片ｓｄ２２００ｅｌｐ读／写的程序设计，均是在ｉｃｃａｖｒ开发环境下编写。

　　３．１　ａｔｒｎｅｇａｌ６的ｔｗｉ总线接口

　　两线接口ｔｗｉ很适合于典型的处理器应用。ｔｗｉ协议允许系统设计者只用两根双向传输线就可以将１２８个不同的设备互连到一起。这两根线是时钟线ｓｃｌ和数据线ｓｄａ。外部硬件只需２个上拉电阻，每根线上１个。所有连接到总线上的设备都有自己的地址。ｔｗｉ协议解决了总线仲裁的问题，ｔｗｉ总线的连接如图３所示。

　　ｔｗｉ总线可以工作于４种不同的模式：主机发送器（ｍｔ）、主机接收器（ｍｒ）、从机发送器（ｓｔ）以及从机接收器（ｓｒ）。在后面将介绍的连续读ｅ２ｐｒｏｍ操作中就使用了ｍｔ和ｍｒ模式。

　　３．２　实时时钟读取

　　实时时钟操作指令格式如下：

　　其中高４位称为“器件代码”，它代表实时时钟的器件地址，固定为“０１１０”。ｃ２、ｃ１、ｃ０构成对实时时钟操作的８条指令。

　　实时数据寄存器是一个５６位的存储器，它以ｂｃｄ码方式存储，包括年、月、日、星期、时、分、秒的数据。实时数据的读／写操作都通过发送或接收年（实时数据读写方式１）数据的第一位“ｌｓｂ”开始执行的。

　　３．３　ｅ２ｐｒｏｍ的读／写

　　ｓｄ２２００ｅｌｐ的ｅ２ｐｒｏｍ操作指令与实时时钟的器件代码是不一样的。当ｃｐｕ要对ｓｄ１２２００ｌ中的ｅ２ｐｒｏｍ进行操作时，首先发出开始信号给ｓｄ２２００ｌ，然后ｃｐｕ发出包括４位器件代码１０ｌｏ、３位页选码０００、１位读／写指令的８位数据（即“从器件地址”）。一位读／写指令表明进行何种操作（读操作