時鐘IC_DS1302的基礎(chǔ)知識

在網(wǎng)上看了很久，發(fā)現(xiàn)初學(xué)者最有興趣的就是DS1302時鐘電路，也很自然，它是個做出來就讓你覺得最實用的電路了，但實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、低功耗的實時時鐘芯片，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)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號和RAM數(shù)據(jù)。實時時鐘可提供秒、分、時、日、星期、月和年，一個月小與31天時可以自動調(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         串行時鐘

⑧        Vccl         后備電源

DS1302有關(guān)日歷、時間的寄存器共有12個，其中有7個寄存器(讀時81h～8Dh，寫時80h～8Ch)是存放秒、分，小時、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)部時間寄存器如下：

這張表呢是DS1302內(nèi)部的7個與時間、日期有關(guān)的寄存器圖和一個寫保護(hù)寄存器，我們要做的就是將初始設(shè)置的時間、日期數(shù)據(jù)寫入這幾個寄存器，然后再不斷地讀取這幾個寄存器來獲取實時時間和日期。這幾個寄存器的說明如下：

1、秒寄存器(81h、80h)的位7定義為時鐘暫停標(biāo)志(CH)。當(dāng)初始上電時該位置為1，時鐘振蕩器停止，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，時鐘才能開始運(yùn)行。

2、小時寄存器(85h、84h)的位7用于定義DS1302是運(yùn)行于12小時模式還是24小時模式。當(dāng)為高時，選擇12小時模式。在12小時模式時，位5是 ，當(dāng)為1時，表示PM。在24小時模式時，位5是第二個10小時位

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。在任何的對時鐘和RAM的寫操作之前，WP位必須為0。當(dāng)WP位為1時，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，這時是不能改寫上面任何一個時間寄存器的，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)行一次讀寫操作時最少得讀寫兩個字節(jié)，第一個字節(jié)是控制字節(jié)，就是一個命令，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)，將一個字節(jié)控制字的8個位傳給DS1302。接下來就是傳一個字節(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位，SCLK還在高電平時，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低電平時單片機(jī)將數(shù)據(jù)放到IO上，當(dāng)SCLK上升沿時，DS1302讀取。而讀操作是在SCLK高電平時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，就是告訴DS1302，下面是進(jìn)行讀出操作，而當(dāng)位0為0時就是寫入操作。

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就是對時間寄存器操作，一般我們都是對時間寄存器進(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位也就是位7時，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10000001，一個是寫操作，另一個是讀操作嘛!

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，時間的初值寫時各個寄存器。

②然后就可以對80H、82H、84H、86H、88H、8AH、8CH進(jìn)行初值的寫入。同時也通過秒寄存器將位7的CH值改成0，這樣DS1302就開始走時運(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。