在当今的工业中，越来越多的趋势是使用便携式电池供电的产品。这些产品通常需要极小的外形尺寸和低功耗。DS1670便携式系统控制器旨在通过集成这些系统中通常需要的关键功能，同时消耗很少的功率，帮助便携式系统设计人员满足这两个要求。

便携式产品中经常需要的关键功能包括实时时钟;非易失性RAM控制，确保在断电或电池失效的情况下数据不会丢失;微处理器监控，确保微处理器不“失控”;以及用于与外部环境传感器、电池监测等接口的数字转换器。DS1670便携式系统控制器通过将所有这些功能集成到单个设备中，取代了多达四个独立的集成电路。DS1670提供非常精确的实时时钟，非易失性SRAM控制器，微处理器监视器和3通道8位数字转换器。通过简单的3线接口与设备建立通信。

使用DS1670

DS1670可以通过3线串行接口直接与任何微处理器或微控制器接口。串行接口使微处理器能够访问DS1670寄存器，该寄存器由实时时钟寄存器、控制寄存器、状态寄存器、看门狗寄存器和ADC(数字转换器)寄存器组成。图1和2分别给出了DS1670的框图和地址图。下面简要介绍DS1670各部件的工作原理，以及各种控制寄存器和状态寄存器的功能。有关更详细的信息，请参阅DS1670数据表。

图1所示 DS1670方框图

图2所示 典型的应用程序

实时时钟

实时时钟(RTC)提供秒、分、小时、日、日期、月和年信息，并提供闰年补偿。RTC有备用电源输入(V)(蝙蝠))，使其能够继续保持时间，即使主电源连接到V(CC)是删除。RTC还提供了一个报警中断，当DS1670由系统电源供电或在备用电池运行时都有效。功能，而在电池备用操作允许报警“唤醒”一个系统，是断电。

非易失性SRAM控制

DS1670的非易失性SRAM控制器提供两个重要功能。首先，它确保了系统sram的持续不间断电源供应。这是由V提供的(CC)输出引脚(V)(CCO)）. V(CCO)内部连接到V(CC)当V(CC)在标称限度内。然而，当V(CC)低于标称限值V(CCO)电源连接到V(蝙蝠)(通常是锂电池、可充电电池或超级电容器)。非易失性控制器的第二个重要特征是它将芯片使能信号闸到sram。这确保了微处理器仅在主电源在标称限制范围内时才能访问sram，从而消除了电源瞬变期间数据的损坏。还应该注意的是，DS1670为两个独立的ram提供非易失性控制。来自微处理器的两个输入是Byte High Enable (active-low BHE)和Byte Low Enable (active-low BLE)。这些输入对应于两个输出Chip Enable output High (active-low CEOH)和Chip Enable output Low (active-low CEOL)。

微处理器监控

DS1670的微处理器监控电路提供三个基本功能:

1. 一个精确的温度补偿参考和比较电路监测V的状态(CC)． 当超出容差条件发生时，产生内部电源故障信号，强制复位到活动状态。当V(CC)返回到容差条件，复位信号保持在活动状态250毫秒，以允许电源和处理器稳定。

2. 按钮复位控制:DS1670解除按钮输入，并保证250毫秒的有效复位脉冲宽度。

3. 看门狗定时器:DS1670有一个内部定时器，如果频闪输入在看门狗超时之前没有被驱动低，则强制复位信号到活动状态。

数字转换器

DS1670还提供一个3通道8位连续逼近数字转换器。该转换器具有一个由板载带隙电路产生的内部2.55伏(典型)参考电压。A/D转换器是单调的(没有丢失的代码)，并有一个内部滤波器，以减少高频噪声。

A/D转换是将数字代码分配给输入电压的过程。这个代码表示输入值为满量程电压(FSV)范围的一部分。因此，FSV范围然后由A/D转换器分为256个代码(8位)。FSV范围由一个等于参考电压的上限和一个为地的下限所限定。DS1670的FSV为2.55V(通常)，提供10 mV的分辨率。等于参考电压的输入电压转换为FFh，而等于地电压的输入电压转换为00h。A/D转换器的相对线性度为±0.5 LSB。

输入(AIN0, AIN1，或AIN2)的数字转换是由输入选择(AIS)位在控制寄存器的条件选择。转换每10毫秒发生一次，结果放在ADC寄存器中。

典型的应用程序

图3演示了一个使用DS1670的典型应用。在这个应用中，DS1670显示了与386EX或80186微处理器(微处理器设计时考虑到嵌入式应用)的接口。微处理器和DS1670之间的通信可以通过三个端口引脚(P1.0-P1.2)轻松完成，这些引脚连接到DS1670串行时钟(SCLK)， Chip Select (active-low CS)和串行输入/输出(I/O)的3线串行接口引脚。该串行接口提供对DS1670的实时时钟、ADC、控制和状态寄存器的访问。

图3 DS1670地址映射

非易失性SRAM控制

在这个电路示例中，DS1670还提供外部sram的非易失性控制。微处理器的Chip Select (active-low CS)、Byte High Enable (active-low BHE)和Byte Low Enable (active-low BLE)输出封闭的通过DS1670到其Chip Enable Output Low (active-low CEOL)和Chip Enable Output High (active-low CEOH)输出引脚。激活-低CEOL和CEOH引脚只有在V(CC)是在标称限制(>2.88V)，从而防止系统接收或写入损坏的数据。请注意，SRAM访问控制器的结构允许微处理器以全球格式(16位宽通过同时启用低激活CEOL和低激活CEOH)或字节宽格式(8位宽通过启用低激活CEOL或低激活CEOH)访问数据。

sram的电源由V提供(CCO)DS1670的引脚。当V(CC)在标称限值内(大于2.7伏)，V(CCO)内部连接到V(CC)． 然而，当V(CC)低于标称限值V(CCO)内部连接到V(蝙蝠)，从而确保在主电源故障的情况下SRAM数据得到维护。V(蝙蝠)通常与锂电池、可充电电池或超级电容器相连。图3说明了V(蝙蝠)连接到超级电容。当电源连接到V时，超级电容器就会充电(CC)二极管的电压是否高于V(蝙蝠)加上电阻R1上的压降。R1用于减小超级电容的充电电流。注意，在此应用中，主电源连接到V(CC)是电池。这可能是一个可充电电池组，也可能是一系列AA电池。无论使用哪种类型的电池，DS1670都可以在不丢失重要数据的情况下更换电池。根据大小和类型的超级电容或电池连接到V(蝙蝠)，在不更换主系统电池的情况下，数据可保存数小时至数年。还应该注意的是，在使用超级电容器时，限制因素往往是电容器本身的内漏。换句话说，与电容的内部泄漏相比，DS1670和sram消耗的电池备用电流可以忽略不计。

微处理器监控

所示的典型应用还利用了DS1670的微处理器监控功能。DS1670的低激活RST连接到微处理器的低激活RESET引脚上。DS1670将产生复位信号，如果V(CC)超出标称限制，或者如果看门狗定时器被允许过期。在看门狗定时器到期之前切换频闪(活动-低ST)输入将使看门狗不产生复位。看门狗定时器可以禁用，也可以由用户设置为250ms、500ms或1000ms。也可以将active-low RST引脚连接到货币按钮开关，以允许手动重置系统。在这种类型的应用中，低激活RST引脚在被外部瞬时开关暂时接地后将产生250ms的主动复位。

实时时钟

DS1670的另一个重要特性是实时时钟(RTC)。RTC为系统提供秒、分、时、日、月、年等信息。在室温下，时钟的精度通常为每月±1分钟。RTC的一个特别强大的功能是报警。闹钟让用户可以灵活地在一天的特定时间安排事件。DS1670可以通过编程产生单个报警，或者通过使用其报警掩码位，可以每秒、每分钟、每小时或每天产生一次报警。增加了灵活性，在设备为V供电时，该告警都能起作用(CC)或者当由V供电时(蝙蝠)． 在V供电时产生告警(蝙蝠)特别有用，因为这允许DS1670“唤醒”睡眠系统。例如，便携式数据记录器可能需要每小时收集一次数据。该系统可以在空闲时处于低功耗“睡眠模式”。闹钟可以用来在适当的时间“唤醒”系统来收集数据。收集完成后，软件可以将系统重新置于睡眠模式，直到下一个警报中断。

数字转换器

DS1670也有一个3通道8位数字转换器。在我们的典型应用示例中，ADC的一个输入用作电池“气表”。该输入对主电源电池上的电压进行采样，该电压首先通过分压器电路降低。微处理器监测该电压，如果电压低于指定阈值，则产生低电量警告，从而向最终用户发出需要更换电池的信号。额外的ADC输入可以与环境传感器或其他信号连接。

低功率

DS1670的功能特性对许多系统设计人员来说无疑是一个很大的好处，但在便携式系统中同样重要的是低功耗，以确保长电池寿命。大多数时间DS1670可能会在通电系统中处于空闲状态。在这种待机操作中，DS1670将消耗最大100µa(如果启用转数转换器，则最大200µa)。在主动操作期间，当3线接口被驱动时，DS1670通常会消耗5mA(最大10mA)。设备的最低功率模式是在拔下一次电源，用V电源供电时(蝙蝠)． 在此模式下，设备通常消耗300nA(最大500nA)。

总结

总体而言，DS1670便携式系统控制器提供了电池供电便携式产品所需的许多功能。将这些功能集成到一块硅片上，取代了多达四个独立的集成电路，并且可以在极小的20针TSSOP封装中使用。DS1670也非常适合电池支持的产品，因为它的低功耗，特别是当设备处于待机或电池支持模式时。