时钟芯片DS1302时序分析、读写代码解析

1、DS1302芯片原理图分析

引脚名称	功能
X1、X2	外接32.768kHz 晶振，用于内部计时
SCLK	和主控通信的时钟线
I/O	数据输入输出引脚
CE	使能引脚
VCC1	接电池供电，保证主板掉电时间能继续走
VCC2	主板的电源供电

(1)DS1302芯片的通信接口是SPI协议接口，只有一根数据线，所以是半双工通信；
(2)SPI协议可参考博客：《SPI协议详解(Standard SPI、Dual SPI和Queued SPI)》；

2、芯片寄存器地址定义

(1)与DS1302通信的大致过程：发送命令码表示本次的操作，发送要读取或者写入的数据；
(2)比如：要读取秒就先发送0x81命令码，然后从数据线上接收8bit数据来获取秒数；要写入秒就先发送0x80命令码，然后往数据线上依次写8bit数据来设置秒；
(3)在DS1302中，时间是以8421BCD码进行保存的，简单一点可以理解成低4bit表示一个含义，高4bit表示一个含义；

3、命令字解析

不同的bit	含义
bit7	必须是逻辑 1. 如果是 0,则禁止对 DS1302写入
bit6	0表示读写日期，1表示操作DS1302内部31字节的RAM
bit5-bit1	寄存器地址
bit0	0表示写入，1表示读取

4、读写时序分析

(1)起始条件：使能线从低变高，在整个通讯期间使能线必须保持高电平；
(2)先发送命令字，表示此次是什么操作；
(3)从数据线写入/读取数据；
总结：CE线变高表示通信周期的开始；在每个上升沿，DS1302从数据线读取数据；在每个下降沿，DS1302往数据线写入数据；

5、写芯片寄存器的函数

// 向ds1302的内部寄存器addr写入一个值value
void ds1302_write_reg(unsigned char addr, unsigned char value)
{
	unsigned char i = 0;
	unsigned char dat = 0;

	// 第1部分: 时序起始
	SCLK = 0;
	delay();
	RST = 0;
	delay();
	RST = 1;  		// SCLK为低时，RST由低变高，意味着一个大的周期的开始
	delay();
	// 第2部分: 写入第1字节，addr
	//在每个上升沿之前，把要发送给DS1302的数据放到数据线上
	for (i=0; i<8; i++)
	{
		dat = addr & 0x01;	 	// 从低位开始传输的
		DSIO = dat;	 			// 把要发送的bit数据丢到IO引脚上去准备好
		SCLK = 1;		 		 // 制造上升沿，让DS1302把IO上的值读走
		delay();				// 读走之后，一个小周期就完了
		SCLK = 0;				// 把SCLK拉低，是为了给下一个小周期做准备
		delay();
		addr >>= 1;	   			// 把addr右移一位
	}
	// 第3部分: 写入第2字节，value
	for (i=0; i<8; i++)
	{
		dat = value & 0x01;	 	// SPI是从低位开始传输的
		DSIO = dat;	 			// 把要发送的bit数据丢到IO引脚上去准备好
		SCLK = 1;		 		// 制造上升沿，让DS1302把IO上的值读走
		delay();				// 读走之后，一个小周期就完了
		SCLK = 0;				// 把SCLK拉低，是为了给下一个小周期做准备
		delay();
		value = value >> 1;	   	// 把addr右移一位
	}
	// 第4部分: 时序结束
	SCLK = 0;				  	// SCLK拉低为了后面的周期时初始状态是对的
	delay();
	RST = 0;					// RST拉低意味着一个大周期的结束
	delay();
}

6、读芯片寄存器的函数

// 从ds1302的内部寄存器addr读出一个值，作为返回值
unsigned char ds1302_read_reg(unsigned char addr)
{
	unsigned char i = 0;
	unsigned char dat = 0; 		// 用来存储读取到的一字节数据的
	unsigned char tmp = 0;

	// 第1部分: 时序起始
	SCLK = 0;
	delay();
	RST = 0;
	delay();
	RST = 1;  		// SCLK为低时，RST由低变高，意味着一个大的周期的开始
	delay();
	// 第2部分: 写入要读取的寄存器地址，addr
	//在每个上升沿之前，把要发送给DS1302的数据放到数据线上
	for (i=0; i<8; i++)
	{
		dat = addr & 0x01;	 	// 从低位开始传输的
		DSIO = dat;	 			// 把要发送的bit数据丢到IO引脚上去准备好
		SCLK = 1;		 		// 制造上升沿，让DS1302把IO上的值读走
		delay();				// 读走之后，一个小周期就完了
		SCLK = 0;				// 把SCLK拉低，是为了给下一个小周期做准备
		delay();
		addr >>= 1;	   			// 把addr右移一位
	}
	// 第3部分: 读出一字节DS1302返回给我们的值
	dat = 0;
	for (i=0; i<8; i++)
	{
	// 在前面向ds1302写入addr的最后一个bit后，ds1302就会将读取到的寄存器值
	// 的第一个bit放入到IO引脚上，所以我们应该先读取IO再制造下降沿然后继续
	// 读取下一个bit
		tmp = DSIO;
		dat |= (tmp << i);		// 读出来的数值是低位在前的
		SCLK = 1;  				// 由于上面SCLK是低，所以要先拉到高
		delay();
		SCLK = 0;				// 拉低SCLK制造一个下降沿，让DS1302往数据线放下一个数据
		delay();
	}
	// 第4部分: 时序结束
	SCLK = 0;				  	// SCLK拉低为了后面的周期时初始状态是对的
	delay();
	RST = 0;					// RST拉低意味着一个大周期的结束
	delay();

	// 第5部分：解决读取时间是ff的问题，如果读取时间没有FF乱码，可不加
	DSIO = 0;

	return dat;
}

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