Архитектура и принцип работы часов реального времени RTC и CMOS памяти. Возможности программирования

В состав IBM PC AT входят часы реального времени Real Time Clock (RTC) и 64 байта неразрушающейся оперативной КМОП памяти (CMOS), питающиеся от автономного источника питания. При включении ПЭВМ содержимое CMOS анализируется POST, который извлекает из нее конфигурацию системы и текущие дату и время. Часы реального времени RTC и CMOS память выполнены на базе микросхемы МС146818 фирмы Motorola, упрощенная структурная схема которой представлена на рис. 1.

Назначение сигналов следующее:
-CE - разрешение кристалла (выход дешифратора адреса);
DS - строб данных;
AS - адресный строб;
R/W - чтение/запись;
SQW - выходные прямоугольные импульсы – меандр (в IBM PC  AT  не  используются);
IRQ - запрос на прерывание от RTC;
PS - сигнал состояния  питания (используется для контроля достоверности данных);
CKOUT - синхросигнал, который может использоваться как  входной синхросигнал микропроцессора.

Основная часть RTC - задающий генератор (внутренний или внешний) с частотой  4.194304 МГц, 1.048576 МГц и делитель частоты, у которого выход последнего каскада (1 Гц) управляет часами.

Для доступа к данным CMOS используются порты 70h и 71h,  причем адрес регистра подается в 70h порт, а данные  читаются/пишутся через 71h порт.

Адреса CMOS с 10h по 20h защищены контрольной суммой,  хранящейся по адресам 2Eh-2Fh. Поэтому изменения содержимого этих  адресов  необходимо  сопровождать  пересчетом  и  изменением   контрольной суммы.

Порт 70h применяется не только для задания адреса CMOS, но и для разрешения или запрещения NMI  (немаскируемого  прерывания). Если  бит 7 равен 0,  то NMI разрешается,  если 1 - запрещается.

Все данные RTC хранятся в двоично - десятичном формате (BCD). Байты будильника 1h, 3h, 5h служат для создания времени  выработки сигнала прерывания от RTС. Каждый байт  может  содержать  конкретное значение времени (секунды и минуты в пределах 0-59, а часы в пределах 0-23) и "безразличное" значение -  код  в  пределах C0h-FFh, т.е. два старших разряда содержат 1.

При конкретном задании времени прерывание вырабатывается  раз в сутки (2 раза при 12-ти часовом времени). Если байт  часов  содержит "безразличный" код, прерывание каждый час; если  байт  часов и минут "безразличны", прерывание каждую минуту; и  при  всех "безразличных" байтах - каждую секунду.

0Ah - Регистр A состояния RTC:
0Bh - Регистр B состояния RTC:
0Ch - Регистр С состояния RTC: биты состояния прерываний, только для чтения. При чтении из регистра все разряды сбрасываются.
0Dh - Регистр D состояния RTC. Бит 7=1, если CMOS получает питание; 0=нет питания от автономного источника.
0Eh - Байт результатов начального тестирования:
0Fh - Байт состояния перезагрузки. Этот байт считывается  после сброса ЦП, чтобы определить не был ли  сброс  вызван  для  вывода 80286 из защищенного режима.