【51单片机系列】DS1302时钟模块

本文是关于DS1302时钟芯片的相关介绍。

文章目录

  • 一、 DS1302时钟芯片介绍
  • 二、DS1302的使用
    • 2.1、DS1302的控制寄存器
    • 2.2、DS1302的日历/时钟寄存器
    • 2.3、片内RAM
    • 2.4、DS1302的读写时序
  • 三、SPI总线介绍
  • 四、DS1302使用示例

一、 DS1302时钟芯片介绍

DS1302是DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片,内部含有一个实时时钟/日历和31字节静态RAM,通过简单的串行接口与单片机进行通信。该芯片是3线SPI接口。

实时时钟/日历电路提供秒、分、时、日、周、月、年的信息,每月的天数和闰年的天数可以自动调整。

时钟操作通过AM/PM只是决定采用24或12小时格式。

DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信,仅需要用到三根通信线:
① RES复位;② I/O数据线;③ SCLK串行时钟。

时钟/RAM的读/写数据以一个字节或多达31个字节的字符组方式通信。

DS1302工作时功耗很低,保持数据个时钟信息时功率小于1mW。

DS1302的双电源管脚用于主电源和备份电源供应,Vcc1为可编程涓流充电电源,附加七个字节存储器。它广泛应用与电话、传真、便携式仪器以及电池供电的仪器仪表等产品领域下面。

DS1302主要的性能指标:

  • 实时时钟具有能计算2100年之前的秒、分、时、日、周、月、年的能力,还有闰年调整能力。
  • 31个8位暂存数据存储RAM。
  • 串行I/O口方式使得管脚数量最少。
  • 宽范围工作电压3.0~5.5V。
  • 工作在2.0V时,电流小于300nA。
  • 读/写时钟或RAM数据时有两种传送方式:单字节传送和多字节传送方式。
  • 8脚DIP封装或可选的8脚SOIC封装根据表面装配。
  • 简单3线接口。
  • 与TTL兼容Vcc=5V。
  • 可选工业级温度范围-40~+85。
  • 具有涓流充电能力。
  • 采用主电源和备份电源双电源供应,备份电源可用电池或大容量电容实现。

DS1302芯片管脚如下:

DS1302管脚

芯片管脚功能:

管脚名称管脚标号说明
Vcc21备用电源引脚,接入电池断电时提供1302电源
X1、X22、3外部晶振引脚,通常需要外接32.768K晶振
GND4电源地
CE5使能引脚,也是复位引脚RST,低电平有效,操作时置为高电平
I/O6串行数据引脚,数据输出或输入都使用该引脚,具有三态功能
SCLK7串行时钟引脚
Vcc18工作电源引脚

二、DS1302的使用

操作DS1302的大致过程,就是将各种数据写入DS1302的寄存器,来设置它当前的时间的格式;然后使DS1302开始运作,DS1302时钟会按照设置情况运转,再用单片机将其寄存器内的数据读出;最后用液晶显示,就是常说的简易电子时钟。

简单来说DS1302的操作分2步,显示部分属于液晶显示的内容,不属于DS1302本身的内容。

首先了解下寄存器,DS1302有一个控制寄存器、12个日历/时钟寄存器和31个RAM。

2.1、DS1302的控制寄存器

控制寄存器用于存放DS1302的控制命令字,DS1302的RST引脚回到高电平后写入的第一个字节为控制命令,它用于对DS1302读写过程进行控制,格式如下:

76543210
1RAM
/CK
A4A3A2A1A0RD
/WR
  • 第7位固定是1。
  • 第6位,1表示片内RAM;0表示日历、时钟寄存器选择位。
  • 第5到1位,地址位,用于选择进行读写的日历、时钟寄存器或片内RAM。
  • 第0位,1表示RD,即下一步的操作是读;0表示WR,即下一步的操作是写。

第5到1位取值代表的RAM或寄存器如下表所示。根据下表可以知道,如果要读秒寄存器,命令为1000 0001,如果要写秒寄存器命令为1000 0000。

寄存器名称D7
1
D6
RAM/CK
D5
A4
D4
A3
D3
A2
D2
A1
D1
A0
D0
RD/WR
寄存器值
秒寄存器10000000或180H/81H
分寄存器10000010或182H/83H
时寄存器10000100或184H/85H
日寄存器10000110或186H/87H
月寄存器10001000或188H/89H
星期寄存器10001010或18AH/8BH
年寄存器10001100或18CH/8DH
写保护寄存器10001110或18EH/8FH
慢充电寄存器10010000或190H/91H
时钟突发模式10111110或1BEH/BFH
RAM011000000或1C0H/C1H
110或1
RAM3011111100或1FCH/FDH
RAM突发模式11111110或1FEH/FFH

2.2、DS1302的日历/时钟寄存器

DS1302共有12个寄存器,其中7个与日历、时钟有关,存放的数据为BCD码形式,格式如下:

寄存器名称取值范围D7D6~D4D3~D0
秒寄存器00~59CH秒的十位秒的个位
分寄存器00~590分的十位分的个位
时寄存器01 ~ 12或00 ~ 2312或24D6-D5-D4
0-A/P-HR
时的个位
日寄存器01~310D6-D5D4
0-日的十位
日的个位
月寄存器01~120D6-D5-D4
0-0-1或0
月的个位
周寄存器01~070D6-D5-D4
0-0-0
星期几
年寄存器01~99年的十位年的十位年的个位
写保护寄存器WP0-0-00-0-0-0
慢充电寄存器TCSTCS-TCS-TCSDS-DS-RS-RS
时钟突发寄存器

寄存器说明:

  • 秒寄存器:低四位为SEC,高的次三位为10SEC。CH位为时钟暂停位,当CH=1时,时钟暂停,CH=0时,时钟开始启动。

  • 时寄存器:最高位为12/24小时的格式选择位,1表示12小时格式,0表示24小时格式;

    • 当设置为12小时显示格式时,D5的高电平表示上午AM,D5低电平表示下午PM;
    • 当设置为24小时格式时,D5、D4表示小时的十位。
  • 写保护寄存器:最高位WP为1时,DS1302只读不写,一般在往DS1302写数据之前确保WP为0。

  • 慢充电寄存器:TCS位为控制慢充电的选择,当为1010时才能使慢充电工作。

    • DS为二极管选择位。DS=01表示选择一个二极管,DS=10表示选择二个二极管,DS=11或00表示充电器被禁止,与TCS无关。

    • RS用于选择连接在Vcc2和Vcc1之间的电阻,RS=00,充电器被禁止,与TCS无关,电阻选择如下:

    • RS位电阻器阻值
      00
      01R12K
      10R24K
      11R38K

从DS1302中读取出来的时钟数据均为BCD码格式,需要转换为习惯的十进制。

BCD码是通过4位二进制码来表示1位十进制中的0~9这10个数码。

二进制码转换为BCD码的方式为:4位二进制码大于1001时,加6。比如BCD码00001100的二进制码为:00001100+6=0010010。

如下所示:

十进制码二进制码
00000
10001
20010
30011
40100
50101
60110
70111
81000
91001

2.3、片内RAM

DS1302片内有31个RAM单元,对片内RAM的操作方式有两种:单字节方式和多字节方式。

当控制命令字位C0H~FDH时为单字节读写方式,命令字中的D5 ~ D1用于选择对应的RAM单元。

当控制命令字为FEH、FFH时为多字节操作,表中的RAM突发模式,多字节操作可一次把所有的RAM单元内容进行读写。FEH为写操作,FFH为读操作。

2.4、DS1302的读写时序

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,数据输入从低位开始。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,读出数据时从低位到高位。时序图如下。

  • DS1302通过SPI串行总线跟单片机通信,当进行一次读写操作时最少得读写两个字节,第一个字节是控制字节,就是一个命令,告诉DS1302是读还是写操作,是对RAM还是CLOCK寄存器操作。第二个字节是要读或要写的数据。
  • 单字节读写,只有在SCLK为低电平时,才能将CE置为高电平。所以在进行操作之前需要先将SCLK置低电平,然后将CE置为高电平,接着开始在IO上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上。

DS1302读写时序

上图是DS1302的三个时序:复位时序、单字节写时序、单字节读时序。

CE(RST):复位时序,在RST引脚产生一个正脉冲,在整个读写期间,RST保持高电平,一次字节读写完毕后,把RST返回低电平准备下次读写周期。

单字节读时序:读之前要先对寄存器写命令,从最低位开始写;可以看到,写数据时在SCLK的上升沿实现,读数据在SCLK的下降沿实现。在单字节读时序中,写命令的第八个上升沿结束后紧接着的第八个下降沿就将要读寄存器的第一位数据读到数据线上了。读出来的数据也是最低位开始。

单字节写时序:两个字节的数据配合16个上升沿将数据写入即可。

需要注意的是:

  • 在操作DS1302之前需要关闭写保护。
  • 用延时来降低单片机的速度以配合器件时序。
  • DS1302读出来的数据是BCD码形式,要转换成常用的10进制。
  • 读取字节之前,将IO设置为输入口,读取完之后,将IO改回输出口。
  • 写程序时,建议开辟数组集放置DS1302的一系列数据,方便扩展键盘输入。

三、SPI总线介绍

SPI,Serial Peripheral Interface,串行外围接口。SPI接口主要应用在EEPROM、FLASH、实时时钟、AD转换器、数字信号处理器和数字信号解码器之间。

SPI接口是在CPU和外围低速器件之间进行同步串行数据传输,在主器件的移位脉冲下,数据按位传输,高位在前,低位在后,为全双工通信,数据传输速度总体来说比I2C总线要快,可达几Mbps。

SPI接口以主从方式工作,这种方式下通常有一个主器件和一个或多个从器件,其接口包括以下四种信号:

  1. MOSI——主器件数据输出,从器件数据输入;
  2. MISO——主器件数据输入,从器件数据输出;
  3. SCLK——时钟信号,由主器件产生;
  4. /CE——从器件使能信号,由主器件控制;

SPI接口

SPI接口内部硬件如下:

SPI接口内部硬件图

SPI没有指定的流控制,没有应答机制确认是否接收到数据。

四、DS1302使用示例

本示例实现的功能是:系统运行时,数码管上显示电子时钟,格式为"xx-xx-xx"。

使用到的资源有数码管以及DS1302时钟芯片,DS1302时钟模块设计如下,DS1302芯片的控制管脚接至单片机的P3.4~P3.6口上,在芯片的X1、X2管脚处外接了一个32.768KHz晶振,为时钟运行提供一个稳定的时钟频率。

proteus中DS1302时钟模块

软件实现,按照上面介绍的时序编写DS1302的读、写时序代码,如下:

sbit DSIO=P3^4;
sbit RST=P3^5;
sbit SCLK=P3^6;// DS1302读时、分、秒等寄存器的地址命令,依次是秒分时日月周年
uchar code READ_RTC_ADDR[]={0x81, 0x83, 0x85, 0x87, 0x89, 0x8b, 0x8d};
// DS1302写时、分秒等寄存器的地址命令,依次是秒分时日月周年
uchar code WRITE_RTC_ADDR[]={0x80, 0x82, 0x84, 0x86, 0x88, 0x8a, 0x8c};// 时钟初始化2023-12-26星期二12点0分0秒,存储顺序按照秒分时日月周年,
// 存储格式使用BCD吗
uchar TIME[7]={0, 0, 0x12, 0x26, 0x12, 0x02, 0x23};// 向DS1302发送命令,向地址addr写入数据dat
void DS1302Write(uchar addr, uchar dat)
{uchar i;RST=0;  // RST拉低_nop_();  // 延时SCLK=0;  // 拉低SCLK,SCLK为低时才可拉高RST_nop_();  // 延时RST=1;  // RST拉高,整个读写期间保持RST高电平_nop_();  // 延时for(i=0;i<8;i++)  // 从低位开始传送八位地址addr{DSIO=addr&0x01;addr>>=1;SCLK=1;  // 上升沿向DS1302写数据_nop_();SCLK=0;  // SCLK拉低为下一位传送做准备_nop_();}for(i=0;i<8;i++)  // 从低位开始传送八位数据dat{DSIO=dat&0x01;dat>>=1;SCLK=1;  // 上升沿向DS1302写数据_nop_();SCLK=0;  // SCLK拉低为下一位传送做准备_nop_();}// 数据传送结束,将RST拉低,为下一次传送做准备RST=0;_nop_();
}// 从DS1302中读取地址addr的数据dat
uchar DS1302Read(uchar addr)
{uchar i;uchar dat, bi;RST=0;  // RST拉低_nop_();  // 延时SCLK=0;  // 拉低SCLK,SCLK为低时才可拉高RST_nop_();  // 延时RST=1;  // RST拉高,整个读写期间保持RST高电平_nop_();  // 延时for(i=0;i<8;i++)  // 从低位开始传送八位地址addr{DSIO=addr&0x01;addr>>=1;SCLK=1;  // 上升沿向DS1302写数据_nop_();SCLK=0;  // SCLK拉低为下一位传送做准备_nop_();}_nop_();for(i=0;i<8;i++)  // 从低位开始读取八位数据dat{bi=DSIO;dat=(dat>>1)|(bi<<7);SCLK=1;  // 上升沿向DS1302写数据_nop_();SCLK=0;  // SCLK拉低为下一位传送做准备_nop_();}// 数据传送结束,将RST拉低,为下一次传送做准备RST=0;_nop_();// DS1302复位稳定时间SCLK=1;_nop_();DSIO=0;_nop_();DSIO=1;_nop_();return dat;
}

在读取之前需要对DS1302初始化,写入设置的时间,然后可以读取时间,代码如下:

// DS1302初始化
// 1. 在对DS1302操作之前需要关闭写保护,0x8e写0x00
// 2. 写入设置的时间
// 3. 打开写保护功能
void DS1302Init()
{uchar i;DS1302Write(0x8E, 0x00);  // 关闭写保护for(i=0;i<sizeof(WRITE_RTC_ADDR);i++)  // 设置时间{DS1302Write(WRITE_RTC_ADDR[i], TIME[i]);}DS1302Write(0x8E, 0x80);  // 打开写保护}// 从DS1302中读取时间信息
void DS1302ReadTime()
{uchar i;for(i=0;i<sizeof(READ_RTC_ADDR);i++){TIME[i] = DS1302Read(READ_RTC_ADDR[i]);}
}

主程序中,数据处理函数中读取时间,并将时间处理后赋值给显示数据的数组,如下

void DataPros()
{DS1302ReadTime();  // 首先读取时间信息display[0]=smg[TIME[2]/16];  // 时display[1]=smg[TIME[2]&0x0f];display[2]=0x40;  // - 号display[3]=smg[TIME[1]/16];  // 分display[4]=smg[TIME[1]&0x0f]; display[5]=0x40;  // - 号display[6]=smg[TIME[0]/16];  // 秒display[7]=smg[TIME[0]&0x0f]; 
}

数码管显示函数与温度传感器使用示例中类似。主函数如下:

void main()
{DS1302Init();  // 初始化,第一次初始化后可以注释掉while(1){DataPros();DigDisplay();}
}

第一次初始化仿真结果:

初始化时钟芯片

当注释调初始化函数时,会显示当前时间,如下:

注释初始化函数显示当前时间

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/580434.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

GitLab 删除或移动项目

首先明说&#xff0c;删除后无法恢复 第一步&#xff1a;找到要删除的项目 第二步&#xff1a;进入目录后&#xff0c;左侧菜单&#xff0c;设置 >>> 通用&#xff0c;拉到最下面找到“高级”&#xff0c;点击右侧“展开” 第三步&#xff1a;点击“展开”后往下拉&a…

CSS 文字弹跳效果

鼠标移过去 会加快速度 <template><div class"bounce"><p class"text" :style"{animationDuration: animationDuration}">欢迎使用UniApp Vue3&#xff01;</p></div> </template><script> export d…

ArcGIS渔网的多种用法

在ArcGIS中有一个渔网工具&#xff0c;顾名思义&#xff0c;可以用来创建包含由矩形像元所组成网络的要素类。不太起眼&#xff0c;但它的用途却有很多&#xff0c;今天跟大家分享一篇关于渔网的多种用途。 1.马赛克地图制作 2.基于网格的设施密度统计制作马赛克地图 准备材…

牙齿敏感困扰?试试清九野小红盾牙膏

随着冬季的来临&#xff0c;许多人可能会面临牙齿敏感的问题。在这个时候&#xff0c;食用冷饮都会让牙齿感到非常酸痛。一般来说&#xff0c;不良的饮食习惯和不正确的刷牙方式&#xff0c;都会导致牙齿敏感&#xff0c;但根本还是牙本质小管的暴露和空洞&#xff0c;需要修复…

家校互通小程序实战开发02首页搭建

目录 1 创建应用2 搭建首页总结 我们上一篇介绍了家校互通小程序的需求&#xff0c;创建了对应的数据源。有了这个基础的分析之后&#xff0c;我们就可以进入到开发阶段了。开发小程序&#xff0c;先需要创建应用。 1 创建应用 登录控制台&#xff0c;点击创建应用&#xff0c…

File Inclusion(Pikachu)

File Inclusion(local) 这里随便点击一个提交 观察url&#xff0c;显示是一个文件file1.php 可以直接通过url修改这个文件 找到自己的文件&#xff08;本地文件&#xff09;shell.php的路径写上去 就可以看到 File Inclusion&#xff08;remote&#xff09; 提交的是一个目标…

C#教程(四):多态

1、介绍 1.1 什么是多态 在C#中&#xff0c;多态性&#xff08;Polymorphism&#xff09;是面向对象编程中的一个重要概念&#xff0c;它允许不同类的对象对同一消息做出响应&#xff0c;即同一个方法可以在不同的对象上产生不同的行为。C#中的多态性可以通过以下几种方式实现…

促进家校沟通的方法有哪些

“家校沟通是教育中的重要一环&#xff0c;它可以帮助教师和家长更好地了解和关心孩子&#xff0c;共同促进孩子的健康成长。但是&#xff0c;在实际操作中&#xff0c;如何才能有效地促进家校沟通呢&#xff1f; 定期家长会&#xff1a;每个学期开始和结束时&#xff0c;以及期…

【Unity6.0+AI】Sentis加载模型识别手写数字案例实现

按照国际惯例,看效果: 素材准备: 自己在PS中绘制黑底白字手写字体,导出jpg,尺寸28*28! 素材设置 基本步骤 准备工作:从 ONNX Model Zoo 下载手写识别 ONNX 模型文件 【下载模型】MNIST 手写数字识别模型 mnist-12.onnx,并将其拖入项目窗口的 Assets 文件夹。 【下载模…

每日一题-----逆序字符串

大家好我是Beilef&#xff0c;在一个美好的下午我意外接触到编程并且产生了兴趣&#xff0c;哈哈我要努力成为一个跨界者&#xff0c;让我们一起加油吧O(∩_∩)O 文章目录 目录 文章目录 前言 大家好请上车 一、逆序字符串 题⽬描述&#xff1a; 输⼊⼀个字符串&#xff0c;写…

7.7、kali linux环境下搭建DVWA

目录 一、资料下载准备工作 1.1、DVWA源代码下载 二、开启Apache、mysql服务 2.1、下载Apache2文件 2.2、开启Apache2服务 方法一&#xff1a;开启Apache2服务&#xff08;手动&#xff09; 方法二&#xff1a;开启Apache2服务&#xff08;系统自启动&#xff09; 2.3、…

量子密码学简介

量子密码学&#xff08;英语&#xff1a;Quantum cryptography&#xff09;泛指利用量子力学的特性来加密的科学。量子密码学最著名的例子是量子密钥分发&#xff0c;而量子密钥分发提供了通信两方安全传递密钥的方法&#xff0c;且该方法的安全性可被信息论所证明。目前所使用…

blackbox黑盒监控部署(k8s内)tensuns专用

一、前言 部署在k8s中需要用到deployment、configmap、service服务 二、部署 创建存放yaml的目录 mkdir /opt/blackbox-exporter && cd /opt/blackbox-exporter 编辑blackbox配置文件&#xff0c;使用configmap挂在这 vi configmap.yaml apiVersion: v1 kind: Confi…

C#与VisionPro联合编程

C#与VisionPro联合 1. 参照康耐视提供的样例2. 参照样例写一个1. 创建工程2. 添加引用3. 声明变量4. 初始化5. 刷新队列6. 用户数据获取7. 跨线程访问Windows控件--委托8. 显示图像9. 释放资源 3. 代码4. 资源下载 1. 参照康耐视提供的样例 C:\Program Files\Cognex\VisionPro…

详解Java多线程、线程池及线程同步(synchronized关键字、悲观锁、乐观锁)——通俗易懂版!!!

1.进程与线程定义 进程包含线程&#xff0c;如一个百度网盘进程&#xff0c;该进程的线程可以有上传&#xff0c;下载。 2.创建线程的三种方式 方式1-继承Thread类 方式2-实现Runnabled接口 1.常规写法 2.匿名内部类写法 方式3-实现Callable接口 示例代码&#xff1a; f1.get…

CAD objectArx 在操作mfc时出现“不支持尝试执行的操作“

问题原因&#xff1a; ARX中对话框通常继承自CAcUiDialog&#xff0c;CAcUiDialog 构造函数有个参数 HINSTANCE hInstance&#xff0c;默认为 NULL&#xff0c;指定了对话框资源所在DLL进程。如果没有指定该参数&#xff0c;在创建对话框&#xff08;DoModal或Create&#xff…

湘潭大学-软件工程-大题浅析

前言 因为打印的资料只有少数几份有答案&#xff0c;所以这个部分比较简短 大题包括分析&#xff0c;设计&#xff0c; UML图&#xff0c;四个大题&#xff0c;占40分 应用设计题 1.建立软件公司的对象模型 矩形方框表示对象&#xff0c;只需要把题干所有信息用图表示出来即…

记一次应急响应练习(windows)

记一次应急响应练习&#xff08;windows&#xff09; windows&#xff1a; 1.请提交攻击者攻击成功的第一时间&#xff0c;格式&#xff1a;YY:MM:DD hh:mm:ss 答&#xff1a;2023/04/29:22:44:32 思路&#xff1a; 看见桌面的小皮面板&#xff0c;进入小皮的安装目录。发现…

IDEA相关操作

目录 连接MySQL IDEA配置Maven 配置全局Maven 导入Maven项目 方法一 方法二 安装Mybatisx插件 连接MySQL 填写user和Password之后测试连接 如果是第一次连接需要联网下载数据库连接驱动&#xff0c;安装提示下载即可 如果显示如下错误需要更改时区 Server returns …

2024 年 11 款最佳 Android 数据恢复软件应用

Android 设备上的数据丢失可能是一种令人痛苦的经历&#xff0c;通常会导致不可替代的信息瞬间消失。 意外删除、系统崩溃或格式错误都可能发生&#xff0c;重要数据的丢失可能会扰乱日常工作并影响您的工作效率。 幸运的是&#xff0c;技术进步带来了多种恢复解决方案&…