一、引言

在现代电子系统中，实时时钟（RTC）是一个至关重要的组件，它负责提供精确的时间信息，确保系统的正常运行。DS17487作为一款高性能的3V/5V实时时钟芯片，广泛应用于各种嵌入式系统、网络设备、安全系统以及电表等领域。本文将详细介绍DS17487的功能特性、工作原理、应用场景以及使用方法。

二、DS17487概述

DS17487是Dallas Semiconductor（现被Maxim Integrated收购）推出的一款实时时钟芯片，它是工业标准DS12887 PC时钟的后续产品。DS17487不仅继承了DS12887的基本功能，还增加了许多增强特性，以满足现代电子系统对高精度、高可靠性和低功耗的需求。

　　产品详情

　　DS17285, DS17485, DS17885, DS17287, DS17487以及DS17887实时时钟(RTC)是工业标准的DS12885和DS12887的后续产品。DS17285，DS17485和DS17885 (下文以DS17x85代替)提供一个实时时钟/日历，一个定时闹钟，三个可屏蔽中断(共用一个中断输出)，可编程方波输出和114字节的电池备份NV SRAM。DS17x85还集成了许多增强特性，例如硅序列号，电源开/关控制电路，和2K、4K或8K字节的电池备份NV SRAM。DS17287，DS17487和DS17887 (下文以DS17x87代替)在24引脚DIP模块封装内集成了晶振和锂电池。DS17x85和DS17x87的电源控制电路允许系统通过外部激励开启电源，例如键盘或时间和日期(唤醒)闹钟。/PWR输出引脚可被任一此类事件触发，并可用于开启外部电源。/PWR引脚受软件控制，以便在某个任务完成后，能够接着关断系统电源。

　　对于所有少于31天的月份，所有器件的日期都能够在月末自动调整，并带有闰年补偿。该器件可配置为24小时或12小时格式，并且带有AM/PM指示。精确的温度补偿电路用于监控VCC。一旦检测到主电源失效，器件可以自动切换到备用电源。钮扣式锂电池可以连接到DS17x85的VBAT输入引脚，在主电源掉电时保持有效的时间和日期。DS17x85和DS17x87还包括了VBAUX输入，用于电源辅助功能，例如/PWR控制。该器件通过一个复用的、字节宽度接口访问。

　　应用

　　嵌入式系统

　　网络集线器、桥接器和路由器

　　安全系统

　　电表

　　特性

　　集成了工业标准的DS12887 PC时钟外加增强特性

　　RTC计算秒、分、时、星期、日期、月份和年，并且具有闰年补偿，有效期至2099年

　　可选的+3.0V或+5.0V工作电压

　　SMI恢复堆栈

　　64位硅序列号

　　电源控制电路，支持系统通过日期/时间闹钟或键盘开启电源

　　晶体选择位，允许RTC工作于6pF或12.5pF晶体

　　12小时或24小时时钟，具有带AM和PM指示的12小时模式

　　114字节通用、电池备份NV SRAM

　　扩展的电池备份NV SRAM

　　2048字节(DS17285/DS17287)

　　4096字节(DS17485/DS17487)

　　8192字节(DS17885/DS17887)

　　RAM清除功能

　　中断输出，带6个独立的可屏蔽中断标志

　　闹钟可设置为每秒一次至每天一次

　　时钟终止刷新周期标志

　　可编程方波输出

　　自动电源失效检测和切换电路

　　可选择PDIP、SO或TSOP封装(DS17285，DS17485，DS17885)

　　可选择集成晶体和电池的DIP模块封装(DS17287，DS17487，DS17887)

　　可选择工业级温度范围

　　通过UL认证

三、功能特性

1. 实时时钟/日历功能

• DS17487能够精确计算秒、分、时、星期、日期、月份和年份，并具备闰年补偿功能，有效期至2099年。

• 支持24小时或12小时时钟格式，12小时模式下带有AM/PM指示。

2. 电源管理功能

• DS17487集成了电源控制电路，支持系统通过外部激励（如键盘输入或时间和日期闹钟）开启电源。

• /PWR输出引脚可被上述事件触发，用于开启外部电源。该引脚受软件控制，任务完成后可关断系统电源。

• 器件在主电源失效时，能够自动切换到备用电源（如纽扣式锂电池），确保时间和日期信息的持续有效性。

3. 存储功能

• DS17487提供了114字节的通用、电池备份NV SRAM，用于存储用户数据。

• 此外，它还扩展了电池备份NV SRAM的容量，达到4096字节，满足更大容量存储需求。

4. 中断和闹钟功能

• DS17487支持三个可屏蔽中断，共用一个中断输出。

• 闹钟功能可设置为每秒一次至每天一次，灵活满足各种定时需求。

5. 其他增强特性

• 集成了64位硅序列号，用于唯一标识器件。

• 提供了可编程方波输出，可用于产生特定频率的信号。

• 支持SMI恢复堆栈，增强系统恢复能力。

• 提供了VBAUX输入，用于电源辅助功能，如/PWR控制。

四、工作原理

DS17487的工作原理基于其内部的晶振和计时电路。晶振产生稳定的时钟信号，计时电路根据该信号进行时间计数。当主电源正常供电时，DS17487通过内部电路进行时间计算和存储。当主电源失效时，备用电源（如纽扣式锂电池）接管供电，确保计时电路和存储电路的正常工作。

DS17487的电源控制电路允许系统通过外部激励开启电源。例如，当键盘输入或时间和日期闹钟触发时，/PWR输出引脚会输出高电平信号，用于开启外部电源。此时，系统可以根据需要进行相应的操作。任务完成后，软件可以控制/PWR引脚输出低电平信号，关断系统电源，以节省能源。

五、应用场景

DS17487凭借其高精度、高可靠性和低功耗的特性，广泛应用于各种嵌入式系统、网络设备、安全系统以及电表等领域。以下是一些具体的应用场景：

1. 嵌入式系统

• 在嵌入式系统中，DS17487可以作为系统的实时时钟源，为系统提供精确的时间信息。这对于需要定时执行任务的嵌入式系统来说至关重要。

2. 网络设备

• 在网络集线器、桥接器和路由器等网络设备中，DS17487可以用于记录设备的工作时间、统计网络流量等。同时，它还可以作为设备的备份时钟源，在主时钟源失效时接管时钟功能。

3. 安全系统

• 在安全系统中，DS17487可以用于记录事件的发生时间、持续时间等关键信息。这对于事故调查、安全审计等来说具有重要意义。

4. 电表

• 在电表中，DS17487可以用于记录用电时间、用电量等信息。这有助于电力部门对用户的用电情况进行准确计量和收费。

六、使用方法

使用DS17487时，需要遵循以下步骤：

1. 硬件连接

• 将DS17487的电源引脚（VCC、GND）连接到系统的电源供应上。

• 根据需要连接备用电源（如纽扣式锂电池）到VBAT引脚。

• 将DS17487的数据总线（如AD0-AD7）和控制引脚（如RD、WR、ALE、CS等）连接到系统的微控制器或处理器上。

2. 软件配置

• 初始化DS17487，包括设置时钟格式、日期和时间等。

• 根据需要配置中断和闹钟功能。

• 编写软件代码以读取DS17487的时间信息和用户数据，并进行相应的处理。

3. 调试与测试

• 对系统进行调试和测试，确保DS17487能够正常工作并提供准确的时间信息。

• 在测试过程中，可以模拟主电源失效的情况，验证备用电源是否能够正常接管供电并维持时间和日期信息的有效性。

七、性能参数

DS17487的性能参数对于其在实际应用中的表现至关重要。以下是一些关键的性能参数：

1. 工作电压

• DS17487支持+3V或+5V的工作电压范围，满足不同系统的供电需求。

2. 工作温度范围

• DS17487的工作温度范围通常为0℃至+70℃（商业级）或-40℃至+85℃（工业级），能够在各种恶劣环境下正常工作。

3. 时钟精度

• DS17487的时钟精度通常较高，能够满足大多数应用对时间精度的要求。具体的时钟精度取决于晶振的频率和稳定性以及DS17487内部的计时电路。

4. 功耗

• DS17487的功耗较低，有助于延长系统的电池寿命或降低系统的整体功耗。在主电源供电时，其功耗主要取决于内部电路的工作状态和时钟频率；在备用电源供电时，其功耗则主要取决于备用电源的容量和DS17487的静态电流。

八、封装与引脚定义

DS17487通常采用24引脚DIP模块封装或SOIC封装等形式。以下以24引脚DIP模块封装为例介绍其引脚定义：

1. 电源引脚

• VCC：正电源输入引脚，连接系统的正电源供应。

• GND：地引脚，连接系统的地。

• VBAT：备用电源输入引脚，连接纽扣式锂电池等备用电源。

• VBAUX：辅助电池输入引脚，用于电源辅助功能。

2. 数据总线引脚

• AD0-AD7：多路复用地址/数据总线引脚，用于与系统进行数据交换。

3. 控制引脚

• RD：读控制引脚，低电平时有效，用于从DS17487读取数据。

• WR：写控制引脚，低电平时有效，用于向DS17487写入数据。

• ALE：地址锁存使能引脚，高电平时有效，用于锁存地址信息。

• CS：片选引脚，低电平时有效，用于选择DS17487进行通信。

• /PWR：电源控制输出引脚，用于输出电源控制信号以开启或关断外部电源。

4. 其他引脚

• SQW：方波输出引脚，用于输出可编程方波信号。

• IRQ：中断输出引脚，用于输出中断信号。

• KS：键盘扫描输入引脚，用于接收键盘输入信号（某些型号可能不支持此功能）。

• RCLR：RAM清除输入引脚，用于清除NV SRAM中的数据（某些型号可能不支持此功能）。

九、注意事项

在使用DS17487时，需要注意以下事项以确保其正常工作和延长使用寿命：

1. 电源管理

• 确保主电源和备用电源的电压和电流符合DS17487的规格要求。

• 避免在主电源和备用电源之间产生过大的电压差或电流冲击。

2. 时钟精度校准

• 定期对DS17487的时钟精度进行校准，以确保其提供的时间信息的准确性。

3. 数据存储管理

• 合理管理NV SRAM中的数据存储和读取操作，避免数据丢失或损坏。

4. 静电防护

• 在处理DS17487时，要注意静电防护，避免静电对器件造成损坏。

5. 环境适应性

• 确保DS17487在符合其工作温度范围和环境要求的环境下工作，避免高温、高湿、强磁场等恶劣环境对其造成影响。

十、市场与竞争

DS17487作为实时时钟芯片市场中的一款重要产品，面临着来自其他厂商的竞争。以下是对DS17487市场与竞争情况的简要分析：

1. 市场需求

• 随着嵌入式系统、网络设备、安全系统以及电表等领域的不断发展，对高精度、高可靠性和低功耗的实时时钟芯片的需求也在不断增加。DS17487凭借其优异的性能特性，在这些领域中占据了重要的市场份额。

2. 竞争对手

• 在实时时钟芯片市场中，DS17487面临着来自其他厂商的竞争。这些厂商也推出了各种性能优异的实时时钟芯片产品，如DS1307、DS3231等。这些产品在功能特性、性能参数、封装形式等方面各有优势，与DS17487形成了竞争关系。

3. 竞争优势

• DS17487的竞争优势主要体现在其高精度、高可靠性和低功耗的特性上。此外，它还集成了许多增强特性，如硅序列号、电源控制电路等，进一步提升了其市场竞争力。同时，DS17487还提供了丰富的封装形式和引脚定义，方便用户根据实际需求进行选择和使用。

十一、未来发展趋势

随着电子技术的不断发展和应用场景的不断拓展，实时时钟芯片也在不断地进步和创新。以下是对DS17487未来发展趋势的预测：

1. 更高精度

• 未来实时时钟芯片将朝着更高精度的方向发展，以满足对时间精度要求更高的应用场景的需求。DS17487的后续产品可能会采用更先进的计时电路和校准技术，进一步提高时钟精度。

2. 更低功耗

• 低功耗是实时时钟芯片的重要发展方向之一。未来DS17487的后续产品可能会采用更先进的低功耗设计技术，降低器件的静态电流和动态功耗，延长系统的电池寿命。

3. 更多功能集成

• 为了满足用户日益增长的需求，未来实时时钟芯片可能会集成更多的功能特性。例如，可能会集成温度传感器、湿度传感器等环境传感器，以及加密模块等安全功能，提升器件的实用性和安全性。

4. 更小封装

• 随着电子产品的不断小型化和集成化，未来实时时钟芯片可能会采用更小的封装形式。这有助于降低器件的体积和重量，提高系统的集成度和可靠性。

十二、总结

DS17487作为一款高性能的3V/5V实时时钟芯片，在嵌入式系统、网络设备、安全系统以及电表等领域中发挥着重要作用。它凭借其高精度、高可靠性和低功耗的特性，赢得了广大用户的青睐。通过本文的介绍，我们对DS17487的功能特性、工作原理、应用场景、使用方法、性能参数、封装与引脚定义、注意事项、市场与竞争以及未来发展趋势等方面有了全面的了解。相信在未来的发展中，DS17487将继续保持其竞争优势，为电子系统的时间管理提供更加可靠和高效的解决方案。