單片機(jī)原理及應(yīng)用項(xiàng)目化教程課件項(xiàng)目十 實(shí)時(shí)時(shí)鐘DS1302

項(xiàng)目十

實(shí)時(shí)時(shí)鐘DS130210.1DS1302的特點(diǎn)1、DS1302是一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，可以提供秒、分、小時(shí)、

日期、月、年等信息，并且還有軟件自動(dòng)調(diào)整的能力。2、擁有31字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)RAM。這31字節(jié)的RAM相當(dāng)于一個(gè)

存儲(chǔ)器一樣，我們編寫單片機(jī)程序的時(shí)候，可以把我們

想存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在DS1302里邊，需要的時(shí)候讀出來(lái)。3、串行I/O通信方式。4、DS1302的工作電壓比較寬，在2.0～5.5V的范圍內(nèi)都可以

正常工作。5、DS1302這種時(shí)鐘芯片功耗一般都很低，它在工作電壓2.0V的時(shí)候，工作電流小于300nA。6、DS1302共有8個(gè)引腳，有兩種封裝形式，一種是DIP-8封

裝，一種是SOP-8封裝。7、當(dāng)供電電壓是5V的時(shí)候，兼容標(biāo)準(zhǔn)的TTL電平標(biāo)準(zhǔn)，可

以完美的和單片機(jī)進(jìn)行通信。8、DS1302有兩個(gè)電源輸入，一個(gè)是主電源，另外一個(gè)是備

用電源，比如可以用電池或者大電容，這樣做是為了在

系統(tǒng)掉電的情況下，我們的時(shí)鐘還會(huì)繼續(xù)走。10.2DS1302的硬件電路

我們平時(shí)所用的不管是單片機(jī)，還是其它一些電子器件，根據(jù)使用條件的約束，可以分為商業(yè)級(jí)和工業(yè)級(jí)，主要是工作溫度范圍的不同。DS1302引腳結(jié)構(gòu)1腳VCC2是主電源正極的引腳，2腳X1和3腳X2是晶振輸入和輸出引腳，4腳GND是負(fù)極，5腳CE是使能引腳，接單片機(jī)的IO口，6腳I/O是數(shù)據(jù)傳輸引腳，接單片機(jī)的IO口，7腳SCLK是通信時(shí)鐘引腳，接單片機(jī)的IO口，8腳VCC1是備用電源引腳。引腳編號(hào)引腳名稱引腳功能

1

VCC2主電源引腳，當(dāng)Vcc2比Vcc1高0.2V以上時(shí)，DS1302由Vcc2供電，當(dāng)Vcc2低于Vcc1時(shí)，由Vcc1供電。2X1這兩個(gè)引腳需要接一個(gè)32.768K的晶振，給DS1302提供一個(gè)基準(zhǔn)。特別注意，要求這個(gè)晶振的引腳負(fù)載電容必須是6pF，而不是要加6pF的電容。如果使用有源晶振的話，接到X1上即可，X2懸空。

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X24GND接地

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CEDS1302的使能輸入引腳。當(dāng)讀寫DS1302的時(shí)候，這個(gè)引腳必須是高電平，DS1302這個(gè)引腳內(nèi)部有一個(gè)40k的下拉電阻。

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I/O這個(gè)引腳是一個(gè)雙向通信引腳，讀寫數(shù)據(jù)都是通過(guò)這個(gè)引腳完成。DS1302這個(gè)引腳的內(nèi)部含有一個(gè)40k的下拉電阻。

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SCLK輸入引腳。SCLK是用來(lái)作為通信的時(shí)鐘信號(hào)。DS1302這個(gè)引腳的內(nèi)部含有一個(gè)40k的下拉電阻。8VCC1備用電源引腳。電池作為備用電源時(shí)的應(yīng)用電路10.3DS1302寄存器介紹

DS1302的一條指令一個(gè)字節(jié)共8位，其中第7位（即最高位）固定為1，這一位如果是0的話，那寫進(jìn)去也是無(wú)效的。第6位是選擇RAM還是CLOCK的，我們這里主要講CLOCK時(shí)鐘的使用，它的RAM功能我們不用，所以第6位是0，如果要用RAM，那第6位就是1。從第5到第1位，決定了寄存器的5位地址，而第0位是讀寫位，如果要寫，這一位就是0，如果要讀，這一位就是1。DS1302時(shí)鐘的寄存器，其中8個(gè)和時(shí)鐘有關(guān)的，5位地址分別是0b00000～0b00111，還有一個(gè)寄存器的地址是01000，這是涓流充電所用的寄存器

寄存器0：最高位CH是一個(gè)時(shí)鐘停止標(biāo)志位。如果時(shí)鐘電路有備用電源，上電后，我們要先檢測(cè)一下這一位，如果這一位是0，那說(shuō)明時(shí)鐘芯片在系統(tǒng)掉電后，由于備用電源的供給，時(shí)鐘是持續(xù)正常運(yùn)行的；如果這一位是1，那么說(shuō)明時(shí)鐘芯片在系統(tǒng)掉電后，時(shí)鐘部分不工作了。如果Vcc1懸空或者是電池沒(méi)電了，當(dāng)我們下次重新上電時(shí)，讀取這一位，那這一位就是1，我們可以通過(guò)這一位判斷時(shí)鐘在單片機(jī)系統(tǒng)掉電后是否還正常運(yùn)行。剩下的7位高3位是秒的十位，低4位是秒的個(gè)位，這里再提請(qǐng)注意一次，DS1302內(nèi)部是BCD碼，而秒的十位最大是5，所以3個(gè)二進(jìn)制位就夠了。

寄存器1：最高位未使用，剩下的7位中高3位是分鐘的十位，低4位是分鐘的個(gè)位。

寄存器2：bit7是1的話代表是12小時(shí)制，0代表是24小時(shí)制；bit6固定是0，bit5在12小時(shí)制下0代表的是上午，1代表的是下午，在24小時(shí)制下和bit4一起代表了小時(shí)的十位，低4位代表的是小時(shí)的個(gè)位。

寄存器3：高2位固定是0，bit5和bit4是日期的十位，低4位是日期的個(gè)位。

寄存器4：高3位固定是0，bit4是月的十位，低4位是月的個(gè)位。

寄存器5：高5位固定是0，低3位代表了星期。

寄存器6：高4位代表了年的十位，低4位代表了年的個(gè)位。請(qǐng)?zhí)貏e注意，這里的00～99指的是2000年～2099年。

寄存器7：最高位一個(gè)寫保護(hù)位，如果這一位是1，那么是禁止給任何其它寄存器或者那31個(gè)字節(jié)的RAM寫數(shù)據(jù)的。因此在寫數(shù)據(jù)之前，這一位必須先寫成0。10.4DS1302通信時(shí)序介紹

DS1302是三根線，分別是CE、I/O和SCLK，其中CE是使能線，SCLK是時(shí)鐘線，I/O是數(shù)據(jù)線。下面我們解析DS1302的通信方式。單字節(jié)寫操作時(shí)序voidDS1302SingleWrite(unsignedcharreg,unsignedchardat){ DS1302_CE=1; DS1302ByteWrite((reg<<1)|0x80); DS1302ByteWrite(dat); DS1302_CE=0;}voidDS1302ByteWrite(unsignedchardat){ unsignedcharmask; for(mask=0x01;mask!=0;mask<<=1) { if((mask&dat)!=0) DS1302_IO=1; else DS1302_IO=0; DS1302_CK=1; DS1302_CK=0; }}

使能信號(hào)CE高電平有效，對(duì)于通信寫數(shù)據(jù)，在SCK的上升沿，從機(jī)進(jìn)行采樣，下降沿的時(shí)候，主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)。需要注意的是DS1302的寫操作時(shí)序，單片機(jī)要預(yù)先寫一個(gè)字節(jié)指令，指明要寫入的寄存器的地址以及后續(xù)的操作是寫操作，然后再寫入一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。單字節(jié)讀操作時(shí)序unsignedcharDS1302SingleRead(unsignedcharreg){ unsignedchardat; DS1302_CE=1; DS1302ByteWrite((reg<<1)|0x81); dat=DS1302ByteRead(); DS1302_CE=0; returndat;unsignedcharDS1302ByteRead(){ unsignedchardat=0; unsignedcharmask; for(mask=0x01;mask!=0;mask<<=1) { if(DS1302_IO!=0) { dat|=mask; } DS1302_CK=1; DS1302_CK=0; } returndat;

讀操作有兩處需要特別注意的地方。第一，DS1302的時(shí)序圖上的箭頭都是針對(duì)DS1302來(lái)說(shuō)的，因此讀操作的時(shí)候，先寫第一個(gè)字節(jié)指令，上升沿的時(shí)候DS1302來(lái)鎖存數(shù)據(jù)，下降沿我們用單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)。到了第二個(gè)字節(jié)是DS1302下降沿輸出數(shù)據(jù)，我們的單片機(jī)上升沿來(lái)讀取，因此箭頭從DS1302角度來(lái)說(shuō)，出現(xiàn)在了下降沿。

第二個(gè)需要注意的地方就是，通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，如果先讀取IO線上的數(shù)據(jù)，再拉高SCLK產(chǎn)生上升沿，那么讀到的數(shù)據(jù)一定是正確的，而顛倒順序后數(shù)據(jù)就有可能出錯(cuò)。因此這里的程序我們按照先讀取IO數(shù)據(jù)，再拉高SCLK產(chǎn)生上升沿的順序。10.5