DS1302学习
为什么使用外部计时芯片？精度更高且不怕断电
根本原因是单片机内部计时具有如下两大缺点
- 电子时钟精度不高，原因如下：1. 单片机电子时钟的计时脉冲基准，是由外部晶振的频率经过12分频后提供的，采用内部的定时，计数器来实现计时功能。所以，外接晶振频率的精确度直接影响电子钟计时的准确性。 2. 单片机电子时钟利用内部定时，计数器溢出产生中断（12MHz晶振一般为50ms）再乘以相应的倍率，来实现秒、分、时的转换。大家都知道，从定时，计数器产生中断请求到响应中断，需要3_8个机器周期。定时中断子程序中的数据人栈和重装定时，计数器的初值还需要占用数个机器周期。此外。从中断人口转到中断子程序也要占用一定的机器周期
- 断电后计时功能中断，不够稳定
因此使用外部计时芯片，更精确，而且使用了备用电池，不怕断电
DS1302的引脚
所有的引脚可以分为三个部分
- 电源部分：VCC1,VCC2和GND,VCC1和VCC2原则上只接一个就可以工作，一般VCC1接电池
- 晶振部分：X1和X2，给DS1302提供一个外部时钟信号
- 信号传输部分：SCK（serial clock,串行时钟）和IO(input output，输入输出），IO也叫SDA（serial data,串行数据）
数据传输：先写入地址，再读/写数据
DS1302中有很多位置（寄存器）放置数据。信号传输过程须先说明操作的地址，再进行读写数据操作。
读和写操作会放在不同的地方（寄存器），防止相互干扰。读写操作各对应8个寄存器，共16个寄存器，它们分别是
需注意，读取寄存器地址末尾都是奇数（1、3、5、7、9、B、D），对应地址末位是1；而写入寄存器地址的末尾都是偶数（2,4,6,8,A,C,E)，对应地址末位是0。实际上，DS1302就是据此分辨是读还是写：1是读，0是写
读写操作具体实现：如何写一个字节
DS1302采用SPI通信，是最常用的串行通信方式，DS1302中有三条线，SCK，IO和 RST
- SCK是时钟信号，遵循“升写降读”的规则：
- SCK上升沿时，单片机向DS1302写入数据，DS1302读取数据
- SCK下降沿时，单片机从DS1302读取数据，DS1302放置数据到IO上
- IO（也叫SDA）：具体的数据信号。显然，这个位的信号要在SCK 上升沿(针对写操作）或下降沿（针对读操作）产生之前准备好。
- RST（也叫CE，chansfer enable，传输使能）：信号传输开关信号，1打开，0关闭。关闭时不会传输信号，可防止误操作。
比如写一个字节的程序如下
void Write_Ds1302(unsigned char temp)
{
unsigned char i;
for (i=0;i<8;i++)
{
SCK=0;//先把SCK置为低电平
SDA=temp&0x01; //待写入数据temp和0x01求与操作，取最后一位放入SDA
temp>>=1; //temp右移一位，让倒数第二位变为最后一位，为下一次传输做准备
SCK=1;//SCK从低到高，形成上升沿，此时SDA数据写入DS1302
}
}
完整写入过程：写入两个字节（地址和数据）
前面提到，与写入相关的寄存器有8个。因此，我们在写入数据之前，必须要告诉DS1302数据写到哪里，也就是写入地址。
一个完整的写入过程如下：
void Write_Ds1302_Byte( unsigned char address,unsigned char dat )
{
//不管是数据的读操作还是写操作，都要首先写入地址。
//而根据"升写降读”的原则，需要SCL产生一个上升沿，也就是从0到1
//如果SCL现在是1，直接设为0，那会首先产生一个下降延，可能会让DS1302误以为要进行读操作，它会放一个数据到IO口上，这样容易出错。
//为了避免这个问题，先关闭数据传输，再把SCL设为0，再打开数据传输
RST=0; _nop_(); //RST置为0，禁止数据传输
SCK=0; _nop_(); // SCK设为0
RST=1; _nop_(); //打开数据传输
//先写入地址，再写入数据
Write_Ds1302(address);
Write_Ds1302(dat);
//最后再次关闭数据传输
RST=0;
}
完整读取过程：写入一个字节（地址），读取一个字节（数据）
一个完整的读取过程如下：
unsigned char Read_Ds1302_Byte ( unsigned char address )
{
unsigned char i,temp=0x00;
//同样先在关闭数据传输的情况下拉低SCK
RST=0; _nop_();
SCK=0; _nop_();
RST=1; _nop_();
//写入地址
Write_Ds1302(address);
//需要注意的是，上述过程完成后SCK已经是高电平了
for (i=0;i<8;i++)
{
SCK=0; //SCK回到低电平，产生下降沿，DS1302把数据末位放到IO(SDA)口上
temp>>=1;//右移1位，最高位补0，
if(SDA) //如果SDA读到的数据是1的时候
temp|=0x80; //那就把最高位修正为1
SCK=1; //SCK变为高电平
}
//关闭数据传输
RST=0; _nop_();
//这几行代码还没搞清楚。。。。
SCK=0; _nop_();
SCK=1; _nop_();
SDA=0; _nop_();
SDA=1; _nop_();
return (temp);
}
蓝桥杯给出资料包中的DS1302相关的完整代码
#ifndef __DS1302_H #define __DS1302_H void Write_Ds1302(unsigned char temp); void Write_Ds1302_Byte( unsigned char address,unsigned char dat ); unsigned char Read_Ds1302_Byte( unsigned char address ); #endif
/*
程序说明: DS1302驱动程序
软件环境: Keil uVision 4.10
硬件环境: CT107单片机综合实训平台 8051，12MHz
日 期: 2011-8-9
*/
#include <reg52.h>
#include <intrins.h>
sbit SCK=P1^7;
sbit SDA=P2^3;
sbit RST = P1^3; // DS1302复位
void Write_Ds1302(unsigned char temp)
{
unsigned char i;
for (i=0;i<8;i++)
{
SCK=0;
SDA=temp&0x01;
temp>>=1;
SCK=1;
}
}
void Write_Ds1302_Byte( unsigned char address,unsigned char dat )
{
RST=0; _nop_();
SCK=0; _nop_();
RST=1; _nop_();
Write_Ds1302(address);
Write_Ds1302(dat);
RST=0;
}
unsigned char Read_Ds1302_Byte ( unsigned char address )
{
unsigned char i,temp=0x00;
RST=0; _nop_();
SCK=0; _nop_();
RST=1; _nop_();
Write_Ds1302(address);
for (i=0;i<8;i++)
{
SCK=0;
temp>>=1;
if(SDA)
temp|=0x80;
SCK=1;
}
RST=0; _nop_();
SCK=0; _nop_();
SCK=1; _nop_();
SDA=0; _nop_();
SDA=1; _nop_();
return (temp);
}
蓝桥杯主函数的代码（可直接用于仿真）
#include <DS1302.H>
void delay()
{
char i;
for(i=0;i<100;i++);
}
//显示程序，在数码管的add位置显示数字dat
void display(unsigned char add,unsigned char dat)
{
unsigned char a[11]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xbf};
P2 = (P2 & 0x1f) | 0xc0; //前三位变为110，对应6，打开Y6C对应锁存器
P0 = 0x01 << add; //输出位选信号
P2 = (P2 & 0x1f) | 0xe0;//前三位变为111,打开Y7C对应锁存器
P0 = a[dat]; //输出数字信号
delay();
P0 = 0xff;
}
void main()
{
unsigned char i;
unsigned char tens, ones;//定义存储十位和各位的变量
//设定初始时间，比如下面的例子为，0秒，47分，17时，30日，4月，星期6,22年（年也只有2位）
unsigned char timer[7] = {0x00,0x47,0x17,0x30,0x04,0x06,0x22};
//----------定义DS1302寄存器地址，这是固定的，不可更改--------
unsigned char code Write_Add[7] = {0x80, 0x82, 0x84, 0x86, 0x88, 0x8a, 0x8c};
unsigned char code Read_Add[7] = {0x81, 0x83, 0x85, 0x87, 0x89, 0x8b, 0x8d};
//---------关闭蜂鸣器，电机和LED灯------------------
P2 = (P2 & 0x1f) | 0xa0;//前三位变为101,Y5C对应锁存器打开
P0 = 0;//ULN2003芯片输入0，输出高阻态（可以理解为断路）
P2 = (P2 & 0x1f) |0x80;//前三位变为100,Y4C对应锁存器打开
P0 = 0xff;//L1-L7变为高电平，所有灯关闭
//---------向DS1302写入初始时间------------------
Write_Ds1302(0x8e,0x00);//关闭写保护，允许写入
for(i=0;i<7;i++)
Write_Ds1302(Write_Add[i],timer[i]);//写入初始时间信息
Write_Ds1302(0x8e,0x80);//打开写保护，不再允许写入
//---------不停的从DS1302芯片中读取数据，并显示在7段数码管上--------
while(1)
{
//读取时间信息
for(i=0;i<7;i++)
timer[i] = Read_Ds1302(Read_Add[i]);
//显示时间信息
for(i=0;i<3;i++)
{
ones = timer[2-i]%16; //计算低四位获取个位
tens = timer[2-i]/16;//计算高四位获取十位
display(3*i,tens); //显示十位
display(3*i+1,ones);//显示各位
display(3*i+2,10); //显示-
}
}
}
仿真的结果如下所示
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