（九）51单片机——DS1302时钟
目录
DS1302介绍
引脚定义和应用电路
寄存器定义
命令字
时序定义
代码编写
今天，我们的任务是要编写一个用51开发板编写的可调小时钟，接下来就让我们一步一步来实现它吧!
DS1302介绍
- DS1302是由美国DALLAS公司推出的具有涓细电流充电能力的低功耗实时时钟芯片。它可以对年、月、日、周、时、分、秒进行计时，且具有闰年补偿等多种功能
- RTC(Real Time Clock)：实时时钟，是一种集成电路，通常称为时钟芯片
我们51单片机的就是这样一个DS1302芯片。
引脚定义和应用电路
这边是DS1302与CPU之间的一个关系，我先列一个表格来介绍一下各个部分的功能。
| 引脚名 | 作用 |
|---|---|
| VCC2 |
主电源 |
| VCC1 |
备用电池 |
| GND |
接地 |
| X1、X2 |
32.768KHz晶振 |
| CE |
芯片使能 |
| IO |
数据输入/输出 |
| SCLK |
串行时钟 |
首先是电源部分，VCC2接的是外部电源，而VCC1接的是内置电源（51开发板上没有内置电源，所以不能看到掉电之后继续走的现象了，但我的闹钟可以掉电后走，hahaha!) ,之后就是GND接地。
之后就是晶振部分，接的是32.768KH的晶振，而单片机本身是11.0592MHZ，这个要注意区分，主要作用就是提供一个稳定的计数脉冲，用来计时。
之后的CE就是芯片使能，不使能就不能读取，但时钟还是可以运行滴；IO数据输入输出，用来获取和修改数据；SCLK串行时钟，和之前的SERCLK是类似的。
这个是更为详细的图片：
寄存器定义
DS1302的寄存器比较多，我们来一一介绍一下：
从上往下，依次是秒，分，时，天，月，星期几（1~7），年。之后的WP是写入保护，置1则写入无效哎，但还可以读数。再下面一行，就是涓流充电模式，也就是内置电源，51单片机没有，我们就先不写这个。
注：CH是时钟停止引脚
命令字
命令字要解决的问题就是，我要去哪操作，以及，我要读出还是写入这两个问题。第一位，就是看是读出还是写入，当为0时，是写入，为1是读出；2~6位是地址，7位是操控的地方是时钟还是RAM；8位都是1。命令字其实都已经在前两列表示出来了。
时序定义
这部分内容是数电的第六章内容，我还没学到，呜呜呜，就只能先浅显的理解一下了。
首先，我们需要写好刚刚介绍的命令字部分，每一个上升沿就是一次写入，而下降沿就是输出，所以输入输出主要的区别就是后面部分，从D0~D7，就是我们要操作的数据。
代码编写
接下来，我们就开始着手来编写一下代码了，先把原理图放上来。
// DS1302.c的代码
#include
// 根据原理图，应该可以写出下面几个引脚定义
sbit DS1302_SCLK = P3^6;
sbit DS1302_IO = P3^4;
sbit DS1302_CE = P3^5;
// 初始化函数，因为单片机接电后默认为1
void DS1302_Init(void)
{
DS1302_CE = 0;
DS1302_SCLK = 0;
}
// 写入函数
void DS1302_WriteByte(unsigned char Command, Data)
{
unsigned char i;
DS1302_CE = 1;
// 读取低位
for(i=0;i<8;i++){
DS1302_IO = Command&(0x01< // DS1302.h的代码
#ifndef __DS1302_H__
#define __DS1302_H__
unsigned char DS1302_ReadByte(unsigned char Command);
void DS1302_WriteByte(unsigned char Command, Data);
void DS1302_Init(void);
#endif// 主函数代码
#include
#include "LCD1602.h"
#include "DS1302.h"
#include "Delay.h"
unsigned char Second;
void main(){
LCD_Init();
DS1302_Init();
LCD_ShowString(1, 1,"RTC");
// 解除写入保护
DS1302_WriteByte(0x8E,0x00);
DS1302_WriteByte(0x80,0x03);
while(1){
Second = DS1302_ReadByte(0x81);
LCD_ShowNum(2,1,Second,3);
}
} 如果这样写的话，代码是可以运行的，但是会遇到问题，如下所示，直接从9跳到了16，主要原因就是码制的原因，这个地方用到了数电里的BCD码，如有不清楚的小伙伴，可以去看看我的数电笔记。
所以我们要对代码进行修改，如下所示：
#include
#include "LCD1602.h"
#include "DS1302.h"
#include "Delay.h"
unsigned char Second;
void main(){
LCD_Init();
DS1302_Init();
LCD_ShowString(1, 1,"RTC");
// 解除写入保护
DS1302_WriteByte(0x8E,0x00);
DS1302_WriteByte(0x80,0x03);
while(1){
Second = DS1302_ReadByte(0x81);
// 将BCD码变成十进制
LCD_ShowNum(2,1,Second/16*10+Second%16,3);
}
} 最后，我们把最终优化的代码写出来。（其实还可以优化，但是会使代码不容易理解，因为代码还是要使人看懂，所以就不优化了）
#include
// 根据原理图，应该可以写出下面几个引脚定义
sbit DS1302_SCLK = P3^6;
sbit DS1302_IO = P3^4;
sbit DS1302_CE = P3^5;
//寄存器写入地址/指令定义
#define DS1302_SECOND 0x80
#define DS1302_MINUTE 0x82
#define DS1302_HOUR 0x84
#define DS1302_DATE 0x86
#define DS1302_MONTH 0x88
#define DS1302_DAY 0x8A
#define DS1302_YEAR 0x8C
#define DS1302_WP 0x8E
//时间数组，索引0~6分别为年、月、日、时、分、秒、星期
unsigned char DS1302_Time[]={22,7,3,11,57,55,7};
// 初始化函数，因为单片机接电后默认为1
/**
* @brief DS1302初始化
* @param 无
* @retval 无
*/
void DS1302_Init(void)
{
DS1302_CE = 0;
DS1302_SCLK = 0;
}
// 写入函数
/**
* @brief DS1302写一个字节
* @param Command 命令字/地址
* @param Data 要写入的数据
* @retval 无
*/
void DS1302_WriteByte(unsigned char Command, Data)
{
unsigned char i;
DS1302_CE = 1;
// 读取低位
for(i=0;i<8;i++){
DS1302_IO = Command&(0x01< #ifndef __DS1302_H__
#define __DS1302_H__
//外部可调用时间数组，索引0~6分别为年、月、日、时、分、秒、星期
extern unsigned char DS1302_Time[];
void DS1302_Init(void);
void DS1302_WriteByte(unsigned char Command,Data);
unsigned char DS1302_ReadByte(unsigned char Command);
void DS1302_SetTime(void);
void DS1302_ReadTime(void);
#endif#include
#include "LCD1602.h"
#include "DS1302.h"
void main(){
LCD_Init();
DS1302_Init();
LCD_ShowString(1,1," - - ");//静态字符初始化显示
LCD_ShowString(2,1," : : ");
DS1302_SetTime();//设置时间
while(1){
DS1302_ReadTime();//读取时间
LCD_ShowNum(1,1,DS1302_Time[0],2);//显示年
LCD_ShowNum(1,4,DS1302_Time[1],2);//显示月
LCD_ShowNum(1,7,DS1302_Time[2],2);//显示日
LCD_ShowNum(2,1,DS1302_Time[3],2);//显示时
LCD_ShowNum(2,4,DS1302_Time[4],2);//显示分
LCD_ShowNum(2,7,DS1302_Time[5],2);//显示秒
}
} 运行结果如下所示：
最后呢，就是可调时钟的实现了，运用到了之前学的独立按键以及定时器，还有比较多的逻辑判断，不了解的同学也不要紧，我们就简单地把代码给出，同学们自己去看。主要的思想就是，不同的按键控制不同的功能。
#include
#include "LCD1602.h"
#include "DS1302.h"
#include "Key.h"
#include "Time0.h"
unsigned char KeyNum, MODE, TimeSetSelect, TimeSetFlashFlag;
void TimeShow(void)
{
DS1302_ReadTime();//读取时间
LCD_ShowNum(1,1,DS1302_Time[0],2);//显示年
LCD_ShowNum(1,4,DS1302_Time[1],2);//显示月
LCD_ShowNum(1,7,DS1302_Time[2],2);//显示日
LCD_ShowNum(2,1,DS1302_Time[3],2);//显示时
LCD_ShowNum(2,4,DS1302_Time[4],2);//显示分
LCD_ShowNum(2,7,DS1302_Time[5],2);//显示秒
}
void TimeSet(void)
{
if(KeyNum==2)//按键2按下
{
TimeSetSelect++;//设置选择位加1
TimeSetSelect%=6;//越界清零
}
if(KeyNum==3)//按键3按下
{
DS1302_Time[TimeSetSelect]++;//时间设置位数值加1
if(DS1302_Time[0]>99){DS1302_Time[0]=0;}//年越界判断
if(DS1302_Time[1]>12){DS1302_Time[1]=1;}//月越界判断
if( DS1302_Time[1]==1 || DS1302_Time[1]==3 || DS1302_Time[1]==5 || DS1302_Time[1]==7 ||
DS1302_Time[1]==8 || DS1302_Time[1]==10 || DS1302_Time[1]==12)//日越界判断
{
if(DS1302_Time[2]>31){DS1302_Time[2]=1;}//大月
}
else if(DS1302_Time[1]==4 || DS1302_Time[1]==6 || DS1302_Time[1]==9 || DS1302_Time[1]==11)
{
if(DS1302_Time[2]>30){DS1302_Time[2]=1;}//小月
}
else if(DS1302_Time[1]==2)
{
if(DS1302_Time[0]%4==0)
{
if(DS1302_Time[2]>29){DS1302_Time[2]=1;}//闰年2月
}
else
{
if(DS1302_Time[2]>28){DS1302_Time[2]=1;}//平年2月
}
}
if(DS1302_Time[3]>23){DS1302_Time[3]=0;}//时越界判断
if(DS1302_Time[4]>59){DS1302_Time[4]=0;}//分越界判断
if(DS1302_Time[5]>59){DS1302_Time[5]=0;}//秒越界判断
}
if(KeyNum==4)//按键4按下
{
DS1302_Time[TimeSetSelect]--;//时间设置位数值减1
if(DS1302_Time[0]<0){DS1302_Time[0]=99;}//年越界判断
if(DS1302_Time[1]<1){DS1302_Time[1]=12;}//月越界判断
if( DS1302_Time[1]==1 || DS1302_Time[1]==3 || DS1302_Time[1]==5 || DS1302_Time[1]==7 ||
DS1302_Time[1]==8 || DS1302_Time[1]==10 || DS1302_Time[1]==12)//日越界判断
{
if(DS1302_Time[2]<1){DS1302_Time[2]=31;}//大月
if(DS1302_Time[2]>31){DS1302_Time[2]=1;}
}
else if(DS1302_Time[1]==4 || DS1302_Time[1]==6 || DS1302_Time[1]==9 || DS1302_Time[1]==11)
{
if(DS1302_Time[2]<1){DS1302_Time[2]=30;}//小月
if(DS1302_Time[2]>30){DS1302_Time[2]=1;}
}
else if(DS1302_Time[1]==2)
{
if(DS1302_Time[0]%4==0)
{
if(DS1302_Time[2]<1){DS1302_Time[2]=29;}//闰年2月
if(DS1302_Time[2]>29){DS1302_Time[2]=1;}
}
else
{
if(DS1302_Time[2]<1){DS1302_Time[2]=28;}//平年2月
if(DS1302_Time[2]>28){DS1302_Time[2]=1;}
}
}
if(DS1302_Time[3]<0){DS1302_Time[3]=23;}//时越界判断
if(DS1302_Time[4]<0){DS1302_Time[4]=59;}//分越界判断
if(DS1302_Time[5]<0){DS1302_Time[5]=59;}//秒越界判断
}
//更新显示，根据TimeSetSelect和TimeSetFlashFlag判断可完成闪烁功能
if(TimeSetSelect==0 && TimeSetFlashFlag==1){LCD_ShowString(1,1," ");}
else {LCD_ShowNum(1,1,DS1302_Time[0],2);}
if(TimeSetSelect==1 && TimeSetFlashFlag==1){LCD_ShowString(1,4," ");}
else {LCD_ShowNum(1,4,DS1302_Time[1],2);}
if(TimeSetSelect==2 && TimeSetFlashFlag==1){LCD_ShowString(1,7," ");}
else {LCD_ShowNum(1,7,DS1302_Time[2],2);}
if(TimeSetSelect==3 && TimeSetFlashFlag==1){LCD_ShowString(2,1," ");}
else {LCD_ShowNum(2,1,DS1302_Time[3],2);}
if(TimeSetSelect==4 && TimeSetFlashFlag==1){LCD_ShowString(2,4," ");}
else {LCD_ShowNum(2,4,DS1302_Time[4],2);}
if(TimeSetSelect==5 && TimeSetFlashFlag==1){LCD_ShowString(2,7," ");}
else {LCD_ShowNum(2,7,DS1302_Time[5],2);}
}
void main(){
LCD_Init();
DS1302_Init();
Timer0Init();
LCD_ShowString(1,1," - - ");//静态字符初始化显示
LCD_ShowString(2,1," : : ");
DS1302_SetTime();//设置时间
while(1)
{
KeyNum=Key();//读取键码
if(KeyNum==1)//按键1按下
{
if(MODE==0){MODE=1;TimeSetSelect=0;}//功能切换
else if(MODE==1){MODE=0;DS1302_SetTime();}
}
switch(MODE)//根据不同的功能执行不同的函数
{
case 0:TimeShow();break;
case 1:TimeSet();break;
}
}
}
void Timer0_Routine() interrupt 1
{
static unsigned int T0Count;
TL0 = 0x18; //设置定时初值
TH0 = 0xFC; //设置定时初值
T0Count++;
if(T0Count>=500)//每500ms进入一次
{
T0Count=0;
TimeSetFlashFlag=!TimeSetFlashFlag;//闪烁标志位取反
}
} 运行结果如下所示：
好了，DS1302的知识点就介绍这么多了。