【嵌入式模块】DS1302 时钟定时芯片
文章目录
- 参考链接
- 概述
- 引脚与内部结构
- 引脚定义
- 常用电路
- 内部寄存器及RAM分布
- 工作时序
- 例程(51单片机)
参考链接
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概述
DS1302时钟芯片是DALLAS 公司推出的涓流充电时钟芯片,是基于上一代芯片DS1202且与DS1202相兼容。首先来看看它的特性。
总结来说:
- 内部含有一个实时时钟/日历和31字节的静态RAM。
- 通过串行接口与单片机通信,使用引脚较少。
- 实时时钟/日历可以提供秒、分、时、日、周、月、年等信息,且每月的天数和闰年的天数都可以自动调整。时钟可以设置为24或12小时格式。【牛批!】
- 具有双电源,一个主,一个备用(这也是相比于DS1202的改进之处),据说功耗很低。
引脚与内部结构
引脚定义
其中CE引脚有一些也被称为RST复位引脚,但功能是一样的。
常用电路
一般如果不需要备用电源VCC1可以不接。
内部寄存器及RAM分布
前面提到,DS1302中,有寄存器(共12个,其中7个与时钟有关)和31个字节的RAM,它们的地址及内部数据对应如下表所示
- 前两列代表寄存器读和写时的命令字,相当于是一个地址标识【后面有详解】,BIT7-BIT0为寄存器各位的内容及其代表的含义,最后一列为寄存器中具有数值含义的值的范围。
- 10 Seconds代表秒的十位数,其他类比。(所以这些用来表示时钟的寄存器属于BCD码)
- 第一个秒寄存器的CH位为0时正常工作,为1时时钟停振,进入低功耗状态。
- 小时寄存器 BIT 7位用来选择是12小时制还是24小时制。BIT7 = 0时为24小时制,此时BIT5、BIT4组成小时的十位;当BIT7=1时,为12小时制,BIT4为小时的十位,BIT5指示AM还是PM(0为AM,上午;1为PM,下午)
- 倒数第二个寄存器为写保护寄存器,其中的WP位为1时,有写保护,DS1302只能读不能写。因此在对DS1302写入数据时,要把WP位清零。
- 最后一个寄存器为涓细电流充电设置寄存器,当主电源掉电时,DS1302会马上调用备用电源供电,该寄存器就是设置备用电源的。只有当四个TCS位为1010时,才会启动涓细电流充电。而两个DS位和两个RS位是用来设置充电的二极管数量和电阻阻值的,具体翻阅英文手册。
RAM
和寄存器一样,31个字节的RAM也有它独立的读写地址,如下图所示。
工作时序
了解完了内部结构,接下来就是它的工作时序了,可以说是使用单片机控制最为重要的一环。
根据DS1302的概述,我们可以总结出它的使用方法:将各种数据写入DS1302的寄存器,以设置它当前的时间以及格式。然后DS1302会按照设置情况运转,如果需要制作电子钟,就用单片机将其寄存器内的数据读出显示即可。
因此关键在于写入数据以及读出数据两个过程。其时序图如下图所示。
- 从图中我们可以看出,每次写入/读出数据,都必须先写入一个命令字节,其命令字节在内部寄存器中已有完整记录。而且每次只能写入/读出一个字节,即单字节写入/读出。
- 在写入命令字时,我们可以发现都是上升沿时IO引脚写入数据,在数据段写入时,是下降沿IO引脚锁存数据;数据段读入数据时,是上升沿锁存数据。
扩展:其他寄存器和RAM
在DS1302中,还有一个寄存器是用来设置时钟脉冲串的,其地址为BFH(读),BEH(写),设置该寄存器时,可以实现寄存器数据的连续读写,即写入一个命令字,之后连续写入多个字节数据。和单字节写入正好相对,属于另一种写入方式,但一般很少用。还有一个是RAM读写脉冲串设置,功能和时钟脉冲串设置寄存器一样,地址是FFH(读),FEH(写),设置该字节,也可以实现RAM的多字节连续写入。
例程(51单片机)
#include "reg52.h"
#include "intrins.h"
typedef unsigned char uchar;
typedef unsigned int uint; //类型定义
//---DS1302写入和读取时分秒的地址命令---//
//---秒分时日月周年 最低位读写位;-------//
uchar code READ_RTC_ADDR[7] = {0x81, 0x83, 0x85, 0x87, 0x89, 0x8b, 0x8d};
uchar code WRITE_RTC_ADDR[7] = {0x80, 0x82, 0x84, 0x86, 0x88, 0x8a, 0x8c};//---DS1302时钟初始化2016年5月7日星期六12点00分00秒。---//
//---存储顺序是秒分时日月周年,存储格式是用BCD码---//
uchar TIME[7] = {0, 0, 0x12, 0x07, 0x05, 0x06, 0x16};/*******************************************************************************
* 函 数 名 : Ds1302Write
* 函数功能 : 向DS1302命令(地址+数据)
* 输 入 : addr,dat
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
void Ds1302Write(uchar addr, uchar dat)
{uchar n;RST = 0;_nop_();SCLK = 0;//先将SCLK置低电平。_nop_();RST = 1; //然后将RST(CE)置高电平。_nop_();for (n=0; n<8; n++)//开始传送八位地址命令{DSIO = addr & 0x01;//数据从低位开始传送addr >>= 1;SCLK = 1;//数据在上升沿时,DS1302读取数据_nop_();SCLK = 0;_nop_();}for (n=0; n<8; n++)//写入8位数据{DSIO = dat & 0x01;dat >>= 1;SCLK = 1;//数据在上升沿时,DS1302读取数据_nop_();SCLK = 0;_nop_(); } RST = 0;//传送数据结束_nop_();
}/*******************************************************************************
* 函 数 名 : Ds1302Read
* 函数功能 : 读取一个地址的数据
* 输 入 : addr
* 输 出 : dat
*******************************************************************************/
uchar Ds1302Read(uchar addr)
{uchar n,dat,dat1;RST = 0;_nop_();SCLK = 0;//先将SCLK置低电平。_nop_();RST = 1;//然后将RST(CE)置高电平。_nop_();for(n=0; n<8; n++)//开始传送八位地址命令{DSIO = addr & 0x01;//数据从低位开始传送addr >>= 1;SCLK = 1;//数据在上升沿时,DS1302读取数据_nop_();SCLK = 0;//DS1302下降沿时,放置数据_nop_();}_nop_();for(n=0; n<8; n++)//读取8位数据{dat1 = DSIO;//从最低位开始接收dat = (dat>>1) | (dat1<<7);SCLK = 1;_nop_();SCLK = 0;//DS1302下降沿时,放置数据_nop_();}RST = 0;_nop_(); //以下为DS1302复位的稳定时间,必须的。SCLK = 1;_nop_();DSIO = 0;_nop_();DSIO = 1;_nop_();return dat;
}/*******************************************************************************
* 函 数 名 : Ds1302Init
* 函数功能 : 初始化DS1302.
* 输 入 : 无
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
void Ds1302Init()
{uchar n;Ds1302Write(0x8E,0X00); //禁止写保护,就是关闭写保护功能for (n=0; n<7; n++)//写入7个字节的时钟信号:分秒时日月周年{Ds1302Write(WRITE_RTC_ADDR[n],TIME[n]); }Ds1302Write(0x8E,0x80); //打开写保护功能
}/*******************************************************************************
* 函 数 名 : Ds1302ReadTime
* 函数功能 : 读取时钟信息
* 输 入 : 无
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
void Ds1302ReadTime()
{uchar n;for (n=0; n<7; n++)//读取7个字节的时钟信号:分秒时日月周年{TIME[n] = Ds1302Read(READ_RTC_ADDR[n]);}
}
注意时钟引脚上升沿和下降沿的设定
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