自制單片機(jī)之十三……時(shí)鐘IC_DS1302

　　在網(wǎng)上看了很久，發(fā)現(xiàn)初學(xué)者最有興趣的就是DS1302時(shí)鐘電路，也很自然，它是個(gè)做出來就讓你覺得最實(shí)用的電路了，但實(shí)際上制做上并不簡單，首先你要讓你的顯示部分（不管是數(shù)碼管還是LCD）調(diào)試通過。然后把DS1302接好，調(diào)試正確了才能在成功顯示時(shí)間和日期。下面我們就來說說DS1302的用法。
　　DS1302的圖如下：

　　DS1302是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，附加31字節(jié)靜態(tài)RAM，采用SPI三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號和RAM數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)時(shí)鐘可提供秒、分、時(shí)、日、星期、月和年，一個(gè)月小與31天時(shí)可以自動(dòng)調(diào)整，且具有閏年補(bǔ)償功能。工作電壓寬達(dá)2.5～5.5V。采用雙電源供電（主電源和備用電源），可設(shè)置備用電源充電方式，提供了對后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。
　　下面是標(biāo)準(zhǔn)的接線電路圖：

各引腳功能如下：
引腳號 名稱 功能
① Vcc2 主電源
②、③ X1，X2 接32768Hz晶振
④ GND 地線
⑤ RST 復(fù)位
⑥ I／0 數(shù)據(jù)輸入輸出
⑦ SCLK 串行時(shí)鐘
⑧ Vccl 后備電源

　　DS1302有關(guān)日歷、時(shí)間的寄存器共有12個(gè)，其中有7個(gè)寄存器（讀時(shí)81h～8Dh，寫時(shí)80h～8Ch）是存放秒、分，小時(shí)、日、月、年、周數(shù)據(jù)的，存放的數(shù)據(jù)格式為BCD碼形式
　　它的內(nèi)部時(shí)間寄存器如下：

這張表呢是DS1302內(nèi)部的7個(gè)與時(shí)間、日期有關(guān)的寄存器圖和一個(gè)寫保護(hù)寄存器，我們要做的就是將初始設(shè)置的時(shí)間、日期數(shù)據(jù)寫入這幾個(gè)寄存器，然后再不斷地讀取這幾個(gè)寄存器來獲取實(shí)時(shí)時(shí)間和日期。這幾個(gè)寄存器的說明如下：
1、秒寄存器（81h、80h）的位7定義為時(shí)鐘暫停標(biāo)志（CH）。當(dāng)初始上電時(shí)該位置為1，時(shí)鐘振蕩器停止，DS1302處于低功耗狀態(tài)；只有將秒寄存器的該位置改寫為0時(shí)，時(shí)鐘才能開始運(yùn)行。
2、小時(shí)寄存器（85h、84h）的位7用于定義DS1302是運(yùn)行于12小時(shí)模式還是24小時(shí)模式。當(dāng)為高時(shí)，選擇12小時(shí)模式。在12小時(shí)模式時(shí)，位5是 ，當(dāng)為1時(shí)，表示PM。在24小時(shí)模式時(shí)，位5是第二個(gè)10小時(shí)位
3、控制寄存器（8Fh、8Eh）的位7是寫保護(hù)位（WP），其它7位均置為0。在任何的對時(shí)鐘和RAM的寫操作之前，WP位必須為0。當(dāng)WP位為1時(shí)，寫保護(hù)位防止對任一寄存器的寫操作。也就是說在電路上電的初始態(tài)WP是1，這時(shí)是不能改寫上面任何一個(gè)時(shí)間寄存器的，只有首先將WP改寫為0，才能進(jìn)行其它寄存器的寫操作。

下面來說說如果對DS1302進(jìn)行讀寫：
　　上面的電路圖可以看出，除了電源和接地，DS1302只有三根線和單片機(jī)連接，SCLK、I/O和RST（有的也寫成CE），先看時(shí)序圖：

　　DS1302的數(shù)據(jù)讀寫是通過I/O串行進(jìn)行的。當(dāng)進(jìn)行一次讀寫操作時(shí)最少得讀寫兩個(gè)字節(jié)，第一個(gè)字節(jié)是控制字節(jié)，就是一個(gè)命令，告訴DS1302是讀還是寫操作，是對RAM還是對CLOK寄存器操作，以及操作的地址。第二個(gè)字節(jié)就是要讀或?qū)懙臄?shù)據(jù)了。
　　我們先看單字節(jié)寫：在進(jìn)行操作之前先得將CE（也可說是RST）置高電平，然后單片機(jī)將控制字的位0放到I/O上，當(dāng)I/O的數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，將SCLK置高電平，DS1302檢測到SCLK的上升沿后就將I/O上的數(shù)據(jù)讀取，然后單片機(jī)將SCLK置為低電平，再將控制字的位1放到I/O上，如此反復(fù)，將一個(gè)字節(jié)控制字的8個(gè)位傳給DS1302。接下來就是傳一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)給DS1302，當(dāng)傳完數(shù)據(jù)后，單片機(jī)將CE置為低電平，操作結(jié)束。
　　單字節(jié)讀操作的一開始寫控制字的過程和上面的單字節(jié)寫操作是一樣，但是單字節(jié)讀操作在寫控制字的最后一個(gè)位，SCLK還在高電平時(shí)，DS1302就將數(shù)據(jù)放到I/O上，單片機(jī)將SCLK置為低電平后數(shù)據(jù)鎖存，單機(jī)機(jī)就可以讀取I/O上的數(shù)據(jù)。如此反復(fù)，將一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)讀入單片機(jī)。讀與寫操作的不同就在于，寫操作是在SCLK低電平時(shí)單片機(jī)將數(shù)據(jù)放到IO上，當(dāng)SCLK上升沿時(shí)，DS1302讀取。而讀操作是在SCLK高電平時(shí)DS1302放數(shù)據(jù)到IO上，將SCLK置為低電平后，單片機(jī)就可從IO上讀取數(shù)據(jù)。
　　現(xiàn)在我們來看看控制字的內(nèi)容：

位0就是讀寫位，當(dāng)位0為1時(shí)，就是告訴DS1302，下面是進(jìn)行讀出操作，而當(dāng)位0為0時(shí)就是寫入操作。
位0－位5是要進(jìn)行操作的DS1302寄存器地址。
位6就是告訴DS1302，是要對RAM進(jìn)行操作還是對CLK寄存器進(jìn)行操作，0就是對時(shí)間寄存器操作，一般我們都是對時(shí)間寄存器進(jìn)行操作。
位7就是固定的1。為什么是1呢。還記得上面說的單字節(jié)讀操作嗎？在寫控制字的最后一個(gè)位也就是位7時(shí)，DS1302已將它的寄存器數(shù)據(jù)位0放到IO上了，要是控制字的位7是0的話，DS1302就無法將它的隨后的數(shù)據(jù)放到IO上了。
　　這樣你現(xiàn)在就知道為什么控制字80H是寫秒寄存器，而80H是讀秒寄存器了吧！80H換成二進(jìn)制就是10000000。而81H的二進(jìn)制就是10000001，一個(gè)是寫操作，另一個(gè)是讀操作嘛！

好！我們現(xiàn)在來總結(jié)一下，如何對DS1302進(jìn)行操作。
①首先要通過8eH將寫保護(hù)去掉，這樣我們才能將日期，時(shí)間的初值寫時(shí)各個(gè)寄存器。
②然后就可以對80H、82H、84H、86H、88H、8AH、8CH進(jìn)行初值的寫入。同時(shí)也通過秒寄存器將位7的CH值改成0，這樣DS1302就開始走時(shí)運(yùn)行了。
③將寫保護(hù)寄存器再寫為80H，防止誤改寫寄存器的值。
④不斷讀取80H－8CH的值，將它們格式化后顯示到LCD或數(shù)碼管上。