DS12C887 实时时钟芯片在计算机及各类电子设备的时间管理、数据存储等方面应用广泛。深入理解其手册内容，对于开发者充分发挥芯片性能、进行精准的系统设计至关重要。本文将依据手册，对芯片的特性、引脚、操作模式、寄存器等关键内容展开全面解读。

一、芯片特性

（一）兼容性

DS12C887 可直接替代 IBM AT 计算机的时钟 / 日历芯片，引脚与 MC146818B 和 DS1287 兼容。这一特性使它在旧系统升级或新系统设计中，能轻松融入现有电路，降低硬件设计成本与开发周期。

（二）非易失性

芯片内部集成锂电池、石英晶体和支持电路，构成独立子系统。即便外部电源缺失，凭借内部锂电池，它也能维持运行超 10 年，确保时间、日历及存储数据不丢失，为系统提供持续稳定的时间基准和数据存储保障。

（三）功能丰富

1. 时间与日历功能：可精确计数秒、分、时、日、周、月、年，并支持到 2100 年的闰年补偿。时间、日历和闹钟数据既能以二进制，也能以 BCD 码形式表示，12 小时或 24 小时制可选，还具备夏令时设置选项。
2. 中断与输出功能：提供可编程方波输出信号，可用于时钟同步等场景。同时，具备总线兼容的中断信号（IRQ），有三个中断源，分别为日时钟闹钟（频率从每秒一次到每天一次）、周期性中断（频率从 122μs 到 500ms）和时钟更新周期结束中断，且这些中断可通过软件单独屏蔽和测试。
3. 存储功能：芯片内有 128 字节的存储空间，其中 15 字节为时钟和控制寄存器，113 字节为通用非易失性 RAM，可用于存储系统配置信息、重要数据等。

二、引脚详解

（一）电源与接地引脚

1. VCC：为芯片提供 +5V 主电源。当 VCC 在正常范围（4.5V - 5.5V）时，芯片可正常读写数据；当 VCC 低于 4.25V 时，读写操作被禁止，但计时功能不受影响；当 VCC 低于 3V 时，芯片切换至内部锂电池供电。
2. GND：接地引脚，为芯片提供电气参考地。

（二）模式选择引脚

MOT：用于选择总线类型。连接到 VCC 时，选择摩托罗拉总线时序；连接到 GND 或悬空时，选择英特尔总线时序，其内部有大约 20KΩ 的下拉电阻。

（三）数据与地址引脚

1. AD0 - AD7：复用的地址 / 数据总线。在总线周期的前半部分传输地址信息，后半部分传输数据。地址需在 AS/ALE 下降沿前有效，DS12C887 会锁存地址；写数据时，需在 DS 或 WR 脉冲后半部分保持稳定；读数据时，DS12C887 在 DS 或 RD 脉冲后半部分输出数据。
2. AS：地址选通信号，上升沿用于解复用总线，下降沿锁存地址。访问命令应成对发送。
3. DS（Data Strobe 或 Read Input）：在摩托罗拉总线时序下，为数据选通信号，高电平脉冲表示读周期时 DS12C887 驱动双向总线，写周期时其下降沿锁存写入数据；在英特尔总线时序下，该引脚为读信号 RD，用于标识 DS12C887 驱动总线输出读数据的时间段。
4. R/W（Read/Write Input）：在摩托罗拉总线时序下，高电平表示读周期，低电平表示写周期；在英特尔总线时序下，该信号为写使能信号 WR，低电平有效。
5. CS（Chip Select Input）：芯片选择信号，低电平有效。在摩托罗拉总线时序下，CS 在 DS 和 AS 期间需保持有效；在英特尔总线时序下，CS 在 RD 和 WR 期间需保持有效。当 VCC 低于 4.25V 时，芯片内部禁止访问周期，保护数据。

（四）其他功能引脚

1. SQW（Square Wave Output）：方波输出引脚，可输出 13 种不同频率的信号，频率通过编程寄存器 A 选择，可通过寄存器 B 中的 SQWE 位开启或关闭。当 VCC 低于 4.25V 时，该信号不可用。
2. IRQ（Interrupt Request Output）：中断请求输出引脚，低电平有效。只要引起中断的状态位存在且相应的中断使能位被设置，IRQ 就保持低电平。处理器通常通过读取寄存器 C 清除 IRQ 引脚，RESET 引脚也可清除挂起的中断。多个中断设备可连接到 IRQ 总线，该总线为开漏输出，需外部上拉电阻。
3. RESET（Reset Input）：复位输入引脚，对时钟、日历和 RAM 无影响。上电时，可将 RESET 引脚拉低一段时间（超过 200ms）以稳定电源。在典型应用中，RESET 可连接到 VCC，使芯片在掉电和上电过程中不影响控制寄存器。

三、操作模式

（一）电源管理

芯片在不同电源电压下有不同的工作状态。正常供电时，芯片各功能正常运行；VCC 低于 4.25V 时，芯片进入写保护状态，防止数据丢失；VCC 低于 3V 时，切换至内部锂电池供电，确保时间和数据的持续保存。

（二）数据访问

通过地址 / 数据复用总线进行数据读写操作。读写操作需遵循特定的总线时序，不同总线类型（摩托罗拉和英特尔）的时序略有差异，开发者需根据所选总线类型严格控制信号的时序和电平，以确保数据准确传输。

四、寄存器功能

（一）时间、日历和闹钟寄存器

时间、日历和闹钟信息存储在特定的内存字节中，可通过读写这些字节进行设置和获取。数据格式可选择二进制或 BCD 码，设置前需将寄存器 B 中的 SET 位置 1，防止更新过程中数据不一致，设置完成后再将 SET 位清 0。闹钟字节可设置精确时间触发中断，也可通过设置 “don't care” 状态实现不同频率的中断触发。

（二）控制寄存器

1. 寄存器 A：包含更新进行中（UIP）位，用于指示更新是否即将发生；DV2、DV1、DV0 三位控制振荡器的开启和关闭以及倒计时链的复位；RS3 - RS0 四位用于选择方波输出频率和周期性中断速率。
2. 寄存器 B：SET 位控制更新传输的开启和关闭；PIE、AIE、UIE 分别为周期性中断使能位、闹钟中断使能位和更新结束中断使能位；SQWE 控制方波输出；DM 位选择时间和日历数据格式；24/12 位设置小时字节的格式；DSE 位用于启用夏令时特殊更新。
3. 寄存器 C：IRQF 为中断请求标志位，当 PF、AF、UF 中的一个或多个与相应使能位同时为 1 时置 1，驱动 IRQ 引脚为低电平；PF、AF、UF 分别为周期性中断标志位、闹钟中断标志位和更新结束中断标志位，这些标志位在读取寄存器 C 或 RESET 引脚为低电平时被清除。
4. 寄存器 D：VRT 位用于指示内部锂电池的状态，正常时应为 1，若为 0 则表示锂电池电量耗尽，RTC 数据和 RAM 数据可能不可靠。

（三）世纪寄存器

位于 32h 位置的世纪寄存器是 BCD 寄存器，可在年份从 99 变为 00 时自动加载 BCD 值 20，其最高位不受加载影响，可由用户写入。

五、中断机制

芯片提供三种独立的中断源，处理器程序可通过设置寄存器 B 中的中断使能位选择使用哪些中断。中断发生时，相应的标志位在寄存器 C 中置 1，软件可通过轮询标志位或使用完全使能的中断方式处理中断。读取寄存器 C 会清除所有活动标志位和 IRQF 位，确保中断处理的准确性和完整性。

六、振荡器与方波输出

（一）振荡器控制

芯片出厂时内部振荡器关闭，通过设置寄存器 A 中 4 - 6 位为 010 可开启振荡器并使能倒计时链，设置为 11X 可开启振荡器但保持倒计时链复位，其他组合则关闭振荡器。

（二）方波输出选择

通过寄存器 A 中的 RS0 - RS3 位选择 15 级分频器的 13 个抽头之一，以生成不同频率的方波输出，频率范围从 2Hz 到 8.192kHz。方波输出可通过寄存器 B 中的 SQWE 位控制开启或关闭。

七、更新周期与数据访问策略

芯片每秒执行一次更新周期，即使 SET 位为 1，时间倒计时链也会持续更新内部缓冲区。为避免读取到不一致的时间和日历数据，可采用三种方法：利用更新结束中断，在中断发生后读取数据；通过寄存器 A 中的 UIP 位判断更新周期是否进行，在 UIP 为低电平时读取数据；利用周期性中断，确保在更新周期外读取数据。

八、电气特性与封装

（一）电气参数

手册详细给出了芯片的绝对最大额定值、推荐直流工作条件、直流和交流电气特性等参数。这些参数规定了芯片正常工作的电压、电流、温度等范围，以及信号的时序要求，开发者在设计电路和编写程序时必须严格遵守，以保证芯片稳定可靠运行。

（二）封装尺寸

DS12C887采用 24 引脚双列直插封装，手册提供了详细的封装尺寸信息，便于在 PCB 设计中进行布局布线，确保芯片与其他电路元件的合理安装和连接。

本文参考自ICpdf资料库：DS12C887元器件资料。