时钟芯片ds1302的使用
实时时钟芯片DS1302应用，DS18B20应用实例——可调时钟，LCD1602显示：（时间+温度）
说明：需要按程序中定义的接口。按自己接口，只要在程序中修改接口定义即可。
1、DS1302引脚排列:如下图
引脚说明：
1）Vcc1：后备电源，VCC2：主电源。在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。DS1302由Vcc1或Vcc2两者中的较大者供电。当Vcc2大于Vcc1＋0.2V时，Vcc2给DS1302供电。当Vcc2小于Vcc1时，DS1302由Vcc1供电。2）X1、X2：振荡源，外接32.768kHz晶振。
3）RST：复位/片选线，通过把RST输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。RST输入有两种功能：首先，RST接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供终止单字节或多字节数据的传送手段。当RST为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对DS1302进行操作。如果在传送过程中RST置为低电平，则会终止此次数据传送，I/O引脚变为高阻态。上电运行时，在Vcc>2.0V之前，RST必须保持低电平。只有在SCLK为低电平时，才能将RST置为高电平。
4）I/O为串行数据输入输出端(双向）。
5）SCLK为时钟输入端。
2、 DS1302的控制字节
DS1302 的控制字如下图所示。
控制字节的最高有效位(位7)必须是逻辑1，如果它为0，则不能把数据写入DS1302中，位6如果为0，则表示存取日历时钟数据，为1表示存取RAM数据;位5至位1指示操作单元的地址;最低有效位(位0)如为0表示要进行写操作，为1表示进行读操作，控制字节总是从最低位开始输出。
3、数据输入输出(I/O)
在控制指令字输入后的下一个SCLK时钟的上升沿时，数据被写入DS1302，数据输入从低位即位0开始。同样，在紧跟8位的控制指令字后的下一个SCLK脉冲的下降沿读出DS1302的数据，读出数据时从低位0位到高位7。
DS1302的寄存器
DS1302有12个寄存器，其中有7个寄存器与日历、时钟相关，存放的数据位为BCD码形式,其日历、时间寄存器及其控制字见数据手册。
此外，DS1302 还有年份寄存器、控制寄存器、充电寄存器、时钟突发寄存器及与RAM相关的寄存器等。时钟突发寄存器可一次性顺序读写除充电寄存器外的所有寄存器内容。 DS1302与RAM相关的寄存器分为两类：一类是单个RAM单元，共31个，每个单元组态为一个8位的字节，其命令控制字为C0H～FDH，其中奇数为读操作，偶数为写操作；另一类为突发方式下的RAM寄存器，此方式下可一次性读写所有的RAM的31个字节，命令控制字为FEH(写)、FFH(读)。
温度传感器的种类众多，在应用与高精度、高可靠性的场合时 DALLAS（达拉斯）公司生产的 DS18B20 温度传感器当仁不让。超小的体积，超低的硬件开消，抗干扰能力强，精度高，附加功能强，使得 DS18B20 更受欢迎。对于我们普通的电子爱好者来说，DS18B20 的优势更是我们学习单片机技术和开发温度相关的小产品的不二选择。了解其工作原理和应用可以拓宽您对单片机开发的思路。 如果要更全的资料请搜索“完整的ds18b20中文资料.pdf “。
DS18B20 的主要特征：
„ 全数字温度转换及输出。
„ 先进的单总线数据通信。
„ 最高 12 位分辨率，精度可达土 0.5摄氏度。
„ 12 位分辨率时的最大工作周期为 750 毫秒。
„ 可选择寄生工作方式。
„ 检测温度范围为–55°C ~+125°C (–67°F ~+257°F)
„ 内置 EEPROM，限温报警功能。
„ 64 位光刻 ROM，内置产品序列号，方便多机挂接。
„ 多样封装形式，适应不同硬件系统。
DS18B20 引脚功能：
·GND 电压地 ·DQ 单数据总线 ·VDD 电源电压 ·NC 空引脚
DS18B20 工作原理及应用：
DS18B20 的温度检测与数字数据输出全集成于一个芯片之上，从而抗干扰力更强。其一个工作周期可分为两个部分，即温度检测和数据处理。在讲解其工作流程之前我们有必要了解 18B20的内部存储器资源。18B20 共有2种形态的存储器资源，它们分别是：
1> ROM 只读存储器，用于存放 DS18B20ID 编码，其前 8 位是单线系列编码（DS18B20 的编码是19H） ，后面48 位是芯片唯一的序列号，最后 8位是以上 56的位的 CRC码（冗余校验）。数据在出产时设置不由用户更改。DS18B20 共 64 位 ROM。
2> RAM 数据暂存器，用于内部计算和数据存取，数据在掉电后丢失，DS18B20 共9 个字节 RAM，每个字节为 8 位。第1、2 个字节是温度转换后的数据值信息，第 3、4 个字节是用户 EEPROM（常用于温度报警值储存）的镜像。在上电复位时其值将被刷新。第 5 个字节则是用户第 3 个 EEPROM的镜像。第 6、7、8 个字节为计数寄存器，是为了让用户得到更高的温度分辨率而设计的，同样也是内部温度转换、计算的暂存单元。第 9 个字节为前 8个字节的 CRC码。EEPROM 非易失性记忆体，用于存放长期需要保存的数据，上下限温度报警值和校验数据， DS18B20共3位EEPROM，并在 RAM 都存在镜像，以方便用户操作。
下面是其C程序（独家专售）：
#include
#include
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define LCDIO P2
sbit DQ=P1^3;//ds18b20与单片机连接口
sbit rs=P1^0;
sbit rd=P1^1;
sbit lcden=P1^2;
sbit acc0=ACC^0; //移位时的第0位
sbit acc7=ACC^7; //移位时用的第7位
uchar second,minute,hour,day,month,year,week,count=0;
uchar ReadValue,num,time;
uint tvalue;//温度值
uchar tflag;
uchar code table[]={" 2010-11-29 MON"};
uchar code table1[]={" 15:45:00 000.0C"};
uchar code table2[]= "THUFRISATSUNMONTUEWES";
uchar data disdata[5];
sbit DATA=P0^1; //时钟数据接口
sbit RST=P0^2;
sbit SCLK=P0^0;
sbit menu=P3^5; //菜单
sbit add=P3^6; //加一
sbit dec=P3^7; //减一
void delay(uint z)
{
uint x,y;
for(x=z;x>0;x--)
for(y=110;y>0;y--);
}
void delay1(uint z)
{
for(;z>0;z--);
}
void write_com(uchar com)
{
rs=0;
rd=0;
lcden=0;
P2=com;
delay(5);
lcden=1;
delay(5);
lcden=0;
}
void write_date(uchar date)
{
rs=1;
rd=0;
lcden=0;
P2=date;
delay(5);
lcden=1;
delay(5);
lcden=0;
}
void init()
{
uchar num;
lcden=0;
write_com(0x38);
write_com(0x0c);
write_com(0x06);
write_com(0x01);
write_com(0x80);
delay(5);
write_com(0x80);
for(num=0;num<15;num++)
{
write_date(table[num]);
delay(5);
}
write_com(0x80+0x40);
for(num=0;num<15;num++)
{
write_date(table1[num]);
delay(5);
}
}
void Write1302(uchar dat)
{
uchar i;
SCLK=0; //拉低SCLK，为脉冲上升沿写入数据做好准备
delay1(2); //稍微等待，使硬件做好准备
for(i=0;i<8;i++) //连续写8个二进制位数据
{
DATA=dat&0x01; //取出dat的第0位数据写入1302
delay(2); //稍微等待，使硬件做好准备
SCLK=1; //上升沿写入数据
delay1(2); //稍微等待，使硬件做好准备
SCLK=0; //重新拉低SCLK，形成脉冲
dat>>=1; //将dat的各数据位右移1位，准备写入下一个数据位
}
}
void WriteSet1302(uchar Cmd,uchar dat)
{
RST=0; //禁止数据传递
SCLK=0; //确保写数居前SCLK被拉低
RST=1; //启动数据传输
delay1(2); //稍微等待，使硬件做好准备
Write1302(Cmd); //写入命令字
Write1302(dat); //写数据
SCLK=1; //将时钟电平置于已知状态
RST=0; //禁止数据传递
}
uchar Read1302(void)
{
uchar i,dat;
delay(2); //稍微等待，使硬件做好准备
for(i=0;i<8;i++) //连续读8个二进制位数据
{
dat>>=1; //将dat的各数据位右移1位，因为先读出的是字节的最低位
if(DATA==1) //如果读出的数据是1
dat|=0x80; //将1取出，写在dat的最高位
SCLK=1; //将SCLK置于高电平，为下降沿读出
delay1(2); //稍微等待
SCLK=0; //拉低SCLK，形成脉冲下降沿
delay1(2); //稍微等待
}
return dat; //将读出的数据返回
}
uchar ReadSet1302(uchar Cmd)
{
uchar dat;
RST=0; //拉低RST
SCLK=0; //确保写数居前SCLK被拉低
RST=1; //启动数据传输
Write1302(Cmd); //写入命令字
dat=Read1302(); //读出数据
SCLK=1; //将时钟电平置于已知状态
RST=0; //禁止数据传递
return dat; //将读出的数据返回
}
void Init_DS1302(void)
{
WriteSet1302(0x8E,0x00); //根据写状态寄存器命令字，写入不保护指令
WriteSet1302(0x80,((0/10)<<4|(0%10))); //根据写秒寄存器命令字，写入秒的初始值
WriteSet1302(0x82,((45/10)<<4|(45%10))); //根据写分寄存器命令字，写入分的初始值
WriteSet1302(0x84,((15/10)<<4|(15%10))); //根据写小时寄存器命令字，写入小时的初始值
WriteSet1302(0x86,((29/10)<<4|(29%10))); //根据写日寄存器命令字，写入日的初始值
WriteSet1302(0x88,((11/10)<<4|(11%10))); //根据写月寄存器命令字，写入月的初始值
WriteSet1302(0x8c,((10/10)<<4|(10%10))); //nian
WriteSet1302(0x8a,((4/10)<<4|(4%10)));
}
void DisplaySecond(uchar x)
{
uchar i,j;
i=x/10;
j=x%10;
write_com(0xc7);
write_date(0x30+i);
write_date(0x30+j);
}
void DisplayMinute(uchar x)
{
uchar i,j;
i=x/10;
j=x%10;
write_com(0xc4);
write_date(0x30+i);
write_date(0x30+j);
}
void DisplayHour(uchar x)
{
uchar i,j;
i=x/10;
j=x%10;
write_com(0xc1);
write_date(0x30+i);
write_date(0x30+j);
}
void DisplayDay(uchar x)
{
uchar i,j;
i=x/10;
j=x%10;
write_com(0x89);
write_date(0x30+i);
write_date(0x30+j);
}
void DisplayMonth(uchar x)
{
uchar i,j;
i=x/10;
j=x%10;
write_com(0x86);
write_date(0x30+i);
write_date(0x30+j);
}
void DisplayYear(uchar x)
{
uchar i,j;
i=x/10;
j=x%10;
write_com(0x83);
write_date(0x30+i);
write_date(0x30+j);
}
void DisplayWeek(uchar x)
{ uchar i;
x=x*3;
write_com(0x8c);
for(i=0;i<3;i++)
{
write_date(table2[x]);
x++;
}
}
void read_date(void)
{
ReadValue = ReadSet1302(0x81);
second=((ReadValue&0x70)>>4)*10 + (ReadValue&0x0F);
ReadValue = ReadSet1302(0x83);
minute=((ReadValue&0x70)>>4)*10 + (ReadValue&0x0F);
ReadValue = ReadSet1302(0x85);
hour=((ReadValue&0x70)>>4)*10 + (ReadValue&0x0F);
ReadValue = ReadSet1302(0x87);
day=((ReadValue&0x70)>>4)*10 + (ReadValue&0x0F);
ReadValue = ReadSet1302(0x89);
month=((ReadValue&0x70)>>4)*10 + (ReadValue&0x0F);
ReadValue = ReadSet1302(0x8d);
year=((ReadValue&0x70)>>4)*10 + (ReadValue&0x0F);
ReadValue=ReadSet1302(0x8b); //读星期
week=ReadValue&0x07;
DisplaySecond(second);
DisplayMinute(minute);
DisplayHour(hour);
DisplayDay(day);
DisplayMonth(month);
DisplayYear(year);
DisplayWeek(week);
}
void turn_val(char newval,uchar flag,uchar newaddr,uchar s1num)
{
newval=ReadSet1302(newaddr); //读取当前时间
newval=((newval&0x70)>>4)*10+(newval&0x0f); //将bcd码转换成十进制
if(flag) //判断是加一还是减一
{
newval++;
switch(s1num)
{ case 1: if(newval>99) newval=0;
DisplayYear(newval);
break;
case 2: if(newval>12) newval=1;
DisplayMonth(newval);
break;
case 3: if(newval>31) newval=1;
DisplayDay(newval);
break;
case 4: if(newval>6) newval=0;
DisplayWeek(newval);
break;
case 5: if(newval>23) newval=0;
DisplayHour(newval);
break;
case 6: if(newval>59) newval=0;
DisplayMinute(newval);
break;
case 7: if(newval>59) newval=0;
DisplaySecond(newval);
break;
default:break;
}
}
else
{
newval--;
switch(s1num)
{ case 1: if(newval==0) newval=99;
DisplayYear(newval);
break;
case 2: if(newval==0) newval=12;
DisplayMonth(newval);
break;
case 3: if(newval==0) newval=31;
DisplayDay(newval);
break;
case 4: if(newval<0) newval=6;
DisplayWeek(newval);
break;
case 5: if(newval<0) newval=23;
DisplayHour(newval);
break;
case 6: if(newval<0) newval=59;
DisplayMinute(newval);
break;
case 7: if(newval<0) newval=59;
DisplaySecond(newval);
break;
default:break;
}
}
WriteSet1302((newaddr-1),((newval/10)<<4)|(newval%10)); //将新数据写入寄存器
}
//键盘扫描程序
//*******************************************
void key_scan(void)
{ uchar miao,s1num=0;
if(menu==0)
{
delay(5);
if(menu==0)
{
while(!menu);
s1num++;
while(1)
{
if(menu==0)
{
delay(5);
if(menu==0)
{
while(!menu);
s1num++;
}
}
rd=0;
miao=ReadSet1302(0x81);
second=miao;
WriteSet1302(0x80,miao|0x80);
write_com(0x0f);//光标闪射
if(s1num==1)
{ year=ReadSet1302(0x8d);
write_com(0x80+4); //年光标
if(add==0)
{
delay(3);
if(add==0)
{ while(!add);
turn_val(year,1,0x8d,1);
}
}
if(dec==0)
{
delay(3);
if(dec==0)
{ while(!dec);
turn_val(year,0,0x8d,1);
}
}
}
if(s1num==2)
{
month=ReadSet1302(0x89);
write_com(0x80+7); //月光标
if(add==0)
{
delay(3);
if(add==0)
{ while(!add);
turn_val(month,1,0x89,2);
}
}
if(dec==0)
{
delay(3);
if(dec==0)
{ while(!dec);
turn_val(month,0,0x89,2);
}
}
}
if(s1num==3)
{ day=ReadSet1302(0x87);
write_com(0x80+10);//日光标
if(add==0)
{
delay(3);
if(add==0)
{ while(!add);
turn_val(day,1,0x87,3);
}
}
if(dec==0)
{
delay(3);
if(dec==0)
{ while(!dec);
turn_val(day,0,0x87,3); //写入日寄存器
}
}
}
if(s1num==4)
{ week=ReadSet1302(0x8b);
write_com(0x80+14);//星期光标
if(add==0)
{
delay(3);
if(add==0)
{ while(!add);
turn_val(week,1,0x8b,4);
}
}
if(dec==0)
{
delay(3);
if(dec==0)
{ while(!dec);
turn_val(week,0,0x8b,4);
}
}
}
if(s1num==5)
{ hour=ReadSet1302(0x85);
write_com(0x80+0x40+2);//时光标
if(add==0)
{
delay(3);
if(add==0)
{ while(!add);
turn_val(hour,1,0x85,5);
}
}
if(dec==0)
{
delay(3);
if(dec==0)
{ while(!dec);
turn_val(hour,0,0x85,5);
}
}
}
if(s1num==6)//调时间分
{ minute=ReadSet1302(0x83);
write_com(0x80+0x40+5);
if(add==0)
{
delay(5);
if(add==0)
{ while(!add);
turn_val(minute,1,0x83,6); //写入分寄存器
}
}
if(dec==0)
{
delay(3);
if(dec==0)
{ while(!dec);
turn_val(minute,0,0x83,6); //写入分寄存器
}
}
}
if(s1num==7)//调时间秒
{ second=ReadSet1302(0x81);
write_com(0x80+0x40+8);//秒光标
if(add==0)
{
delay(3);
if(add==0)
{ while(!add);
if(second==0x60)
second=0x00;
turn_val(second,1,0x81,7);
}
}
if(dec==0)
{
delay(3);
if(dec==0)
{ while(!dec);
turn_val(second,0,0x81,7);
}
}
}
if(s1num==8)
{ miao=ReadSet1302(0x81);
second=miao;
WriteSet1302(0x80,second&0x7f);
s1num=0;//s1num清零//
write_com(0x0c);//光标不闪烁//
break;
}
}
}
}
}
void delay_18B20(unsigned int i)//延时1微秒
{
while(i--);
}
void ds1820rst()/*ds1820复位*/
{ unsigned char x=0;
DQ = 1; //DQ复位
delay_18B20(4); //延时
DQ = 0; //DQ拉低
delay_18B20(100); //精确延时大于480us
DQ = 1; //拉高
delay_18B20(40);
}
uchar ds1820rd()/*读数据*/
{ unsigned char i=0;
unsigned char dat = 0;
for (i=8;i>0;i--)
{ DQ = 0; //给脉冲信号
dat>>=1;
DQ = 1; //给脉冲信号
if(DQ)
dat|=0x80;
delay_18B20(10);
}
return(dat);
}
void ds1820wr(uchar wdata)/*写数据*/
{unsigned char i=0;
for (i=8; i>0; i--)
{ DQ = 0;
DQ = wdata&0x01;
delay_18B20(10);
DQ = 1;
wdata>>=1;
}
}
read_temp()/*读取温度值并转换*/
{uchar a,b;
ds1820rst();
ds1820wr(0xcc);//*跳过读序列号*/
ds1820wr(0x44);//*启动温度转换*/
ds1820rst();
ds1820wr(0xcc);//*跳过读序列号*/
ds1820wr(0xbe);//*读取温度*/
a=ds1820rd();
b=ds1820rd();
tvalue=b;
tvalue<<=8;
tvalue=tvalue|a;
if(tvalue<0x0fff)
tflag=0;
else
{tvalue=~tvalue+1;
tflag=1;
}
tvalue=tvalue*(0.425);//温度值扩大10倍，精确到1位小数
return(tvalue);
}
void ds1820disp()//温度值显示
{ uchar flagdat;
disdata[0]=tvalue/1000+0x30;//百位数
disdata[1]=tvalue%1000/100+0x30;//十位数
disdata[2]=tvalue%100/10+0x30;//个位数
disdata[3]=tvalue%10+0x30;//小数位
if(tflag==0)
flagdat=0x20;//正温度不显示符号
else
flagdat=0x2d;//负温度显示负号:-
if(disdata[0]==0x30)
{disdata[0]=0x20;//如果百位为0，不显示
if(disdata[1]==0x30)
{disdata[1]=0x20;//如果百位为0，十位为0也不显示
}
}
write_com(0xc9);
write_date(flagdat);//显示符号位
write_com(0xca);
write_date(disdata[0]);//显示百位
write_com(0xcb);
write_date(disdata[1]);//显示十位
write_com(0xcc);
write_date(disdata[2]);//显示个位
write_com(0xcd);
write_date(0x2e);//显示小数点
write_com(0xce);
write_date(disdata[3]);//显示小数位
write_com(0xcf);
write_date('C');
}
void main()
{
init();
Init_DS1302(); //将1302初始化
read_temp();//读取温度
ds1820disp();//显示
while(1)
{
read_date();
key_scan();
read_temp();//读取温度
ds1820disp();//显示
}
}