DS1302 通信時(shí)序介紹

DS1302 我們前邊也有提起過(guò)，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。前邊我們介紹過(guò)了 SPI 通信，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)沒(méi)發(fā)現(xiàn)，這個(gè) DS1302 的通信線定義和 SPI 怎么這么像呢？

事實(shí)上，DS1302 的通信是 SPI 的變異種類，它用了 SPI 的通信時(shí)序，但是通信的時(shí)候沒(méi)有完全按照 SPI 的規(guī)則來(lái)，下面我們一點(diǎn)點(diǎn)解剖 DS1302 的變異 SPI 通信方式。先看一下單字節(jié)寫入操作，如圖15-11所示。

圖15-11 DS1302 單字節(jié)寫操作

然后我們?cè)賹?duì)比一下 CPOL=0/CPHA=0 情況下的 SPI 的操作時(shí)序，如圖15-12所示。

圖15-12 CPOL=0/CPHA=0 通信時(shí)序

圖15-11和圖15-12的通信時(shí)序，其中 CE 和 SSEL 的使能控制是反的，對(duì)于通信寫數(shù)據(jù)，都是在 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)。DS1302 的時(shí)序里，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)。

對(duì)于單字節(jié)讀操作，我就不做對(duì)比了，把 DS1302 的時(shí)序圖貼出來(lái)，大家自己看一下即可，如圖15-13所示。

圖15-13 DS1302 單字節(jié)讀操作

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?jǐn)?shù)據(jù)，由于我們這個(gè)時(shí)序過(guò)程相當(dāng)于 CPOL=0/CPHA=0，前沿發(fā)送數(shù)據(jù)，后沿讀取數(shù)據(jù)，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，我們的單片機(jī)沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的 SPI 接口，和 I2C 一樣需要用 IO 口來(lái)模擬通信過(guò)程。在讀 DS1302 的時(shí)候，理論上 SPI 是上升沿讀取，但是程序是用 IO 口模擬的，所以數(shù)據(jù)的讀取和時(shí)鐘沿的變化不可能同時(shí)了，必然就有一個(gè)先后順序。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)。這個(gè)問(wèn)題產(chǎn)生的原因還是在于 DS1302 的通信協(xié)議與標(biāo)準(zhǔn) SPI 協(xié)議存在的差異造成的，如果是標(biāo)準(zhǔn) SPI 的數(shù)據(jù)線，數(shù)據(jù)會(huì)一直保持到下一個(gè)周期的下降沿才會(huì)變化，所以讀取數(shù)據(jù)和上升沿的先后順序就無(wú)所謂了；但 DS1302 的 IO 線會(huì)在時(shí)鐘上升沿后被 DS1302 釋放，也就是撤銷強(qiáng)推挽輸出變?yōu)槿跸吕瓲顟B(tài)，而此時(shí)在51單片機(jī)引腳內(nèi)部上拉的作用下，IO 線上的實(shí)際電平會(huì)慢慢上升，從而導(dǎo)致在上升沿產(chǎn)生后再讀取 IO 數(shù)據(jù)的話就可能會(huì)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。

下面我們就寫一個(gè)程序，先將2013年10月8號(hào)星期二12點(diǎn)30分00秒這個(gè)時(shí)間寫到 DS1302 內(nèi)部，讓 DS1302 正常運(yùn)行，然后再不停的讀取 DS1302 的當(dāng)前時(shí)間，并顯示在我們的液晶屏上。 /*Lcd1602.c 文件程序源代碼***/ （此處省略，可參考之前章節(jié)的代碼）

/*****************************main.c文件程序源代碼******************************/#includesbitDS1302_CE=P1^7;sbitDS1302_CK=P3^5;sbitDS1302_IO=P3^4;bitflag200ms=0;//200ms定時(shí)標(biāo)志unsignedcharT0RH=0;//T0重載值的高字節(jié)unsignedcharT0RL=0;//T0重載值的低字節(jié)voidConfigTimer0(unsignedintms);voidInitDS1302();unsignedcharDS1302SingleRead(unsignedcharreg);externvoidInitLcd1602();externvoidLcdShowStr(unsignedcharx,unsignedchary,unsignedchar*str);voidmain(){unsignedchari;unsignedcharpsec=0xAA;//秒備份，初值A(chǔ)A確保首次讀取時(shí)間后會(huì)刷新顯示unsignedchartime[8];//當(dāng)前時(shí)間數(shù)組unsignedcharstr[12];//字符串轉(zhuǎn)換緩沖區(qū)EA=1;//開總中斷ConfigTimer0(1);//T0定時(shí)1msInitDS1302();//初始化實(shí)時(shí)時(shí)鐘InitLcd1602();//初始化液晶while(1){if(flag200ms){//每200ms讀取一次時(shí)間flag200ms=0;for(i=0;i<7;i++){//讀取DS1302當(dāng)前時(shí)間time[i]=DS1302SingleRead(i);}if(psec!=time[0]){//檢測(cè)到時(shí)間有變化時(shí)刷新顯示str[0]='2';//添加年份的高2位：20str[1]='0';str[2]=(time[6]>>4)+'0';//“年”高位數(shù)字轉(zhuǎn)換為ASCII碼str[3]=(time[6]&0x0F)+'0';//“年”低位數(shù)字轉(zhuǎn)換為ASCII碼str[4]='-';//添加日期分隔符str[5]=(time[4]>>4)+'0';//“月”str[6]=(time[4]&0x0F)+'0';str[7]='-';str[8]=(time[3]>>4)+'0';//“日”str[9]=(time[3]&0x0F)+'0';str[10]='