#DS1302#--拓展模块使用教程和心得(一)：时钟模块DS1302

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本系列为全网最详细的拓展模块使用心得和教程，欢迎各位看官发表高见，对您有所帮助将是我最大的荣幸，创作不易，点赞评论，拒绝白嫖，从我做起。

作者希望系本列只起到快速开发和辅助学习的作用，允许的话应该从数据手册下手，以便锻炼自己阅读数据手册和自主开发的能力。

 

目录

DS1302功能及参数指标

PIN讲解

数据的输入输出及时序

寄存器和RAM

常用寄存器

RAM空间

涓流充电

代码篇

 

 

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DS1302功能及参数指标(划重点)

• 具有涓细电流充电能力；
• 31*8位通用暂存RAM；
• 在2V电压工作时，电流小于300nA；
• 备用电源掉电走时，超低功耗；
• 主电源/后备电源双电源引脚；
• 它可以对年、月、日、周、时、分、秒进行计时；
• 具有闰年补偿等多种功能；
• 工作电压为2.0V～5.5V；
• 采用三线接口与CPU进行串行同步通信(类SPI通信)；
• 备用电源可以用纽扣电池或者超级电容器(0.1F以上)；
• 需外接32.768kHz晶振；
• 存放的时间数据为BCD码形式；

 

 

 

PIN讲解

• VCC2：提供工作电源，在主电源供电情况下在对涓流充电寄存器进行设置后，将对VCC1所接的后备电源进行充电；
• GND：接地，VCC1和VCC2共地；
• VCC1：接后备电源正极；
• SCLK：时钟信号，由主机产生并控制，在通信提供统一的节拍；
• I/O：数据线；
• RST(有的称为CE)：复位(作者认为应该理解为片选)，只有在RST为1的时候(相当于选中该芯片)，所有数据才进行传输，否则DS1302的I/O引脚将呈现出高阻态；

 

 

数据的输入输出及时序

1.  每次通信(不论读写)，都是由两个字节组成；如果是修改DS1302的数据，第一字节发送命令，第二字节发送数据；如果是读DS1302的数据，第一字节发送命令，第二字节接收数据；
2. 在CLK上升沿时DS1302采集I/O线上的电平，在CLK下降沿时DS1302将数据放到I/O线上，请注意主机提供数据，采集数据，跳变时钟的节律；
3. 只有在SCLK为低电平时，才能将RST置为高电平；
4.  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，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；
5. 读写数据均为低位(0位)在前，高位(7位)最后；
6. 读DS1302和写DS1302有不一样的地方，写的时候单片机IO口一直是输出状态，但读的时候单片机先是输出状态后是输入状态，而且要记得改变时钟信号的顺序；

总时序如下：在进行操作之前先将SCLK置低电平，然后将RST置为高电平，接着开始在IO上面放入要传送的电平信号，然后跳变SCLK。数据在SCLK上升沿时，DS1302读写数据，在SCLK下降沿时，DS1302放置数据到IO；

 

 

寄存器和RAM

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。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；

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；

常用的寄存器的命令格式：

D7：固定为1；

D6：RAM/CK位，=1片内RAM，=0日历、时钟寄存器选择位；

D5~D1：地址位，用于选择进行读写的日历、时钟寄存器或片内RAM；

D0： 读写选择，=0写，=1读；

对应的常用寄存器命令的见表：

(秒寄存器，分寄存器，时寄存器，日寄存器，月寄存器，周寄存器，年寄存器，控制寄存器，充电寄存器，爆破寄存器(忽略，这个用不上))

以下详细介绍常用寄存器，左图为命令格式，右图为寄存器数据格式：

秒寄存器

读命令0x81，写命令0x80；

寄存器数据内容：0~3位为秒个位的BCD码；4~6位为秒十位BCD码；7位为CH位，控制时钟振荡源是否被禁止进而控制时钟的计时，CH=1时，时钟停止，时间保持为停摆前的一刻，CH=0时，从最后一次状态开始计时；

分钟计时器

读命令0x83，写命令0x82；

寄存器数据内容：0~3位为分钟个位的BCD码；4~6位为分钟十位BCD码；7位无意义，默认0；

时钟寄存器

读命令0x85，写命令0x84；

寄存器数据内容：0~3位为小时个位的BCD码；4或5位为小时十位BCD码；6位无意义，默认0；7位，控制12/24小时制，为1时，12小时制，为0时，24小时制；

日寄存器

读命令0x87，写命令0x86；

寄存器数据内容：0~3位为日个位的BCD码；4~5位为日十位BCD码；6~7位无意义，默认0；

月寄存器

读命令0x89，写命令0x88；

寄存器数据内容：0~3位为月个位的BCD码；4位为月十位BCD码；5~7位无意义，默认0；

周寄存器

读命令0x8b，写命令0x8a；

寄存器数据内容：0~3位为周的BCD码；4~7位无意义，默认0；

年寄存器

读命令0x8d，写命令0x8c；

 

寄存器数据内容：0~3位为年的BCD码；4~7位为年十位BCD码；

控制寄存器

读命令0x8f，写命令0x8e；

寄存器数据内容：7位为WP位，保护数据不被写入，WP=1时，开启保护，WP=0时，关闭保护；0~6位无意义，默认0；

充电寄存器

读命令0x91，写命令0x90；

寄存器数据内容：后边解释；

爆破寄存器

读命令0x93，写命令0x92；

寄存器数据内容：基本用不上，忽略即可；

 

 

 

除此之外，DS1302还有31个字节的RAM空间：

按照上文的指令格式可以自由读写，地址空间如下：

 

 

 

 

涓流充电

由涓流充电寄存器控制；

2-3位:

DS=01 为一个二极管

DS=10 为二个二极管

DS=00 无二极管,不能充电

DS=11 无二极管,不能充电

 

0-1位:

RS=00 无电阻,不能充电

RS=01                 2K

RS=10                 4K

RS=11                 8K

 

4-7位:

TCS=1010 能充电        

其它组合都不能充电

 

10100101   一个二极管　电阻2K

10100110   一个二极管　电阻4K

10100111   一个二极管　电阻8K

10101001   两个二极管　电阻2K

10101010   两个二极管　电阻4K

10101011   两个二极管　电阻8K

01011100   初始化电源

 

选择一个二极管和一个电阻(2K) 充电电流约 2.2mA；

选择一个二极管和一个电阻(4K) 充电电流约 1.1mA；

选择一个二极管和一个电阻(8K) 充电电流约 0.5mA；

 

 

 

代码篇：

平台：STC89C52；以下为端口函数：

//---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};

 

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : Ds1302Write
* 函数功能		   : 向DS1302命令（地址+数据）
* 输    入         : addr,dat
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/

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_();
}

 

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : Ds1302Read
* 函数功能		   : 读取一个地址的数据
* 输    入         : addr
* 输    出         : dat
*******************************************************************************/

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;	
}

 

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : Ds1302Init
* 函数功能		   : 初始化DS1302.
* 输    入         : 无
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/

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
}

 

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : Ds1302ReadTime
* 函数功能		   : 读取时钟信息
* 输    入         : 无
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/

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]);
	}
		
}

头文件如下：

//---重定义关键词---//
#ifndef uchar
#define uchar unsigned char
#endif

#ifndef uint 
#define uint unsigned int
#endif

//---定义ds1302使用的IO口---//
sbit DSIO=P3^4;
sbit RST=P3^5;
sbit SCLK=P3^6;

//---定义全局函数---//
void Ds1302Write(uchar addr, uchar dat);
uchar Ds1302Read(uchar addr);
void Ds1302Init();
void Ds1302ReadTime();

参考资料：

文章构思来自https://wenku.baidu.com/view/1c014a0616fc700abb68fc45.html

涓流充电测评来自https://blog.csdn.net/jinn3/article/details/7320070?locationNum=7&fps=1

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