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摘 要 本文介绍了嵌入式系统的RTC/WatchDog实现方案、系统功能和特点，该方案使用了X1227 芯片，并阐述了如何通过I2C总线实现对X1227的控制，并给出了其应用的实例。
关键词 RTC/WatchDog 嵌入式系统 通信协议
概 述
嵌入式系统在工业控制及消费类产品中的应用越来越广泛,也逐步趋向高端平台,如CPU用Strong ARM SA1110 ,OS用WINCE。
但嵌入式系统的可靠工作离不开RTC/WatchDog, 而SA1110这款32位的CPU并没有硬件上的RTC/WatchDog，因此必须外扩一个RTC/
WatchDog芯片。
我们在设计以Strong ARM SA1110为CPU的多媒体电话实验板时，采用的RTC/ WatchDog芯片是Xicor 公司的X1227
，X1227是专门为嵌入式系统设计，使用I2C串行总线接口，芯片的体积小，工作电流1.25 A,工耗很低，并用32.768KHz的晶振为输入，以秒、分、时、天、月、年为时间单位，并有记录星期的功能。WatchDog
的喂狗时间可在0.25s、0.75s、1.75s和关闭之间调整。X1227内还有4KB的EEPROM可存放系统的自检程序。此芯片可工作于3.3V，正好与SA1110的工作电压一致，SA1110可直接与X1227连接不必电平转换。
X1227有SOIC和TSSOP两种封装，SOIC的封装如图1所示。
引脚定义如下：
X1、X2 : 晶振的输入，输出端，为系统提供用于时钟的32.768KHz晶振接在这两个引脚上。
RESET/n:复位信号输出端，当WatchDog定时时间到，此引脚产生低电平。工作时，通过5K的电阻上拉，如不用WatchDog最好接地。
Vback: 后备电源输入，接Vcc或接电池，也可接大电容，确保系统掉电时，X1227可继续工作。
SCL：I2C总线的时钟输入端。
SDA：I2C总线的数据输入/输出端。
I2C总线的通信协议
X1227通过串行的I2C总线实现与系统的通信，SDA用来接受和发送数据，SCL接收产生的同步脉冲，当SCL为低时SDA的上数据变化，SCL为高时表明SDA上的数据可以接收。如图2所示。
任何命令的执行必须有一个启始位，通信的启始位条件是：当SCL为高时，SDA线上有一个下降沿。任何命令的结束传输必须有一个停止位，通信的停止位条件是：当SCL为高时，SDA线上有一个上升沿。如图3所示。
应答信号是是用于表明数据传输成功的信号。当发送的设备发送了启始位和8位数据之后，在第9个SCL有效时，接收设备将使SDA为低电平产生有效的应答信号，说明数据已成功接收，这时发送设备有两种选择可继续发送数据或发送停止位结束发送。如发送设备没有收到接收设备的应答信号，说明发送失败，需要重新发送。如图4所示。
因为系统的I2C总线上可同时接多个设备，因此每个I2C设备都有自己的地址，X1227也不例外，X1227有两个从设备地址，1010
为访问4KB EEPROM, 1101为访问CCR(时钟/控制寄存器)，用于控制RTC和WatchDog。
完成一次字节访问的操作如图5所示。一共由四个字节组成，一个从地址字节，一个要访问的地址字（16位），一个8位的操作数，从地址字节最后一位决定了此次操作是读还是写,读是1，写是0。
X1227的主要功能
通过X1227的I2C接口可将RTC写入X1227的CCR中，注意在CCR中存放的是BCD码，如在CCR的HR(小时)寄存器写入23点时，必须写为0010
0011，读RTC的时钟也得到BCD码，使用前必须转换。在X1227中有两个报警寄存器，当报警寄存器定时的时间与RTC的时间一致时，会自动设置CCR中的SR(状态)寄存器中的相应位为1，实现定时报警功能。报警寄存器的精度到秒。通过写CCR中的BL(块保护)寄存器中的WD1,WD0两位实现对WatchDog的设置，控制喂狗的最短时间，见表1，
注意上电缺省为00，在初期的调试阶段，必须先用程序将其改为11，使WatchDog无效，系统才能在不喂狗时正常工作。使WatchDog定时器清零采用的喂狗指令是通过I2C接口送一个启始位给X1227，为是X1227进入Stand
By 模式必须再送一个停止位，两个信号的时间间隔要小于WatchDog定时器设置的时间，才可将WatchDog定时器清零。
X1227还为系统提供了4K EEPROM 可用于存放自检程序，或系统关键的数据，当系统掉电时关键数据不会丢失。
应用实例
在以SA1110为CPU的多媒体电话终端上，保证系统死机时可自动复位和系统时间的正确性，及通话费率的可靠保存并可灵活更改，成为此系统可靠运行的关键。
采用X1227便可实现以上功能，用X1227的RTC保证系统时间的正确性，用其WatchDog对系统监控，当系统死机或程序异常时，不能及时喂狗，在X1227的RESET/n引脚将输出一个250ms的低电平信号，使SA1110可靠复位。通话费率等系统关键数据，写入X1227的EEPROM中，一旦系统完全掉电，数据也不会丢失，并可在资费调整时通过写X1227的EEPROM，实现对资费标准的灵活修改。
X1227可在3.3V电压正常工作，因此X1227可直接与SA1110连接。连线关系如图6。
SDA接SA1110的GPIO25, SCL接SA1110的GPIO26,通过软件模拟的方式，实现SA1110与X1227的I2C接口通信，完成对X1227的控制。X1227的RESET/n接SA1110的RESET/n，确保在当系统异常时，X1227的WatchDog可使系统复位。软件工作流程图如图7。
影响，并使设计工程师的创造性提高到了新的水平。
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