时钟芯片DS1302的原理及使用

一．描述

DS1302时钟芯片是由美国DALLAS公司推出的具有涓细电流充电能力的低功耗实时时钟芯片。它可以对年、月、日、周、时、分、秒进行计时，且具有闰年补偿等多种功能。DS1302芯片包含一个用于存储实时时钟/日历的 31 字节的静态 RAM，可通过简单的串行接口与微处理器通讯，将当前的是时钟存于RAM。DS1302芯片对于少于 31 天的月份月末会自动调整,并会自动对闰年进行校正。由于有一个 AM/PM 指示器，时钟可以工作在 12 小时制或者 24小时制。

二．芯片参数

1.芯片特点

• 实时时钟计算年、月、日、时、分、秒、星 期，直到 2100 年，并有闰年调节功能
• 31 x 8 位 通用暂存 RAM
• 串行输入输出，使管脚数最少
• 2.0V 至 5.5V 宽电压范围操作
• 在 2.0V 时工作电流小于 300nA
• 读写时钟或 RAM 数据时有单字节或多字节（脉冲串模式）数据传送方式
• 8 管脚 DIP 封装或可选的 8 管脚表面安装 SO 封装
• 简单的 3 线接口
• 与 TTL 兼容 (VCC = 5V)
• 可选的工业温度范围：-40°C to +85°C

2.引脚说明

DS1302采用的是三线接口的双向数据通信接口，RST是片引脚，低电平有效;SCLK是时钟芯片，为通信提供时钟源；I/O为数据输入输出引脚，用于传输及接收数据；
DS1302还采用了双电源供电模式，VCC1 连接到备用电源，在VCC2主电源失效时保持时间和日期数据.

三．参考电路

DS1302芯片基本电路如上图，其中Y2为32.768k外部晶振，为芯片提供时钟源；P2为备用电池，以保证在主电源掉电后，芯片仍可继续运行；D1为二极管，保证电压的单向导通，防止主电源电压过高烧坏备用电池；R6为上拉电阻，增强信号传输的稳定性。

四．控制程序

1.时钟数据的读写地址

如上图，为DS1302芯片的时钟数据的读和写的地址，也就是说要实现对芯片控制，就是往这些地址上写入或读出数据。其中:
读地址为0x81（秒）, 0x83（分）, 0x85（时）, 0x87（日）, 0x89（月）, 0x8b（星期）, 0x8d（年）；
写地址为0x80（秒）, 0x82（分）, 0x84（时）, 0x86（日）, 0x88（月）, 0x8a（星期）, 0x8c（年）

2.控制时序

DS1302控制软件最基本的操作为写函数和读函数，其次就是实现初始化函数。

(1)读时序

/*******************************************************************************
* 函数功能		   : 读取一个地址的数据
*******************************************************************************/
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;	
}

(2)写时序

/*******************************************************************************
* 函数功能		   : 向DS1302命令（地址+数据）
*******************************************************************************/
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_();
}

（3）初始化

/*******************************************************************************
* 函数功能		   : 初始化DS1302.
*******************************************************************************/
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
}

3.参考例程

实现了DS1302的驱动程序，接下来就可以实现DS1302的报时功能了。

//---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2013年1月1日星期二12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, 0x01, 0x01, 0x02, 0x13};

/*******************************************************************************
* 函数功能		   : 读取时钟信息
*******************************************************************************/
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]);
	}	
}

void main()
{
	LcdInit();
	Ds1302Init();
	while(1)
	{	
		Ds1302ReadTime();       //读取此时的时间
		LcdDisplay();	               //显示时间
	}
	
}

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