时钟芯片SD2200ELP与AVR单片机TWI接口控制的设计
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。
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