1、 項(xiàng)目6 實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS1302DS1302的應(yīng)用實(shí)例的應(yīng)用實(shí)例 6.1 6.1 項(xiàng)目任務(wù)項(xiàng)目任務(wù)在許多的單片機(jī)系統(tǒng)中，通常進(jìn)行一些與時(shí)間有關(guān)的控制，這就需要使用實(shí)時(shí)時(shí)鐘。例如在測(cè)量控制系統(tǒng)中，特別是長(zhǎng)時(shí)間無(wú)人值守的測(cè)控系統(tǒng)中，經(jīng)常需要記錄某些具有特殊意義的數(shù)據(jù)及其出現(xiàn)的時(shí)間。在系統(tǒng)中采用實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片能很好的解決這個(gè)問(wèn)題。 實(shí)時(shí)時(shí)鐘(RTC)是一個(gè)由晶體控制精度的,向主系統(tǒng)提BCD碼表示的時(shí)間和日期的器件。主系統(tǒng)與RTC間的通信可通過(guò)并行口也可通過(guò)串行口，并行器件速度快但需較大的底板空間和較昂貴，串行器件體積較小且價(jià)格也相對(duì)便宜。 希望讀者在學(xué)完本節(jié)后，能完成相關(guān)的電路設(shè)計(jì)，并

2、掌握如下知識(shí)點(diǎn)：掌握時(shí)鐘芯片DS1302的原理、特性及選擇；51單片機(jī)和時(shí)鐘芯片DS1302的接口電路設(shè)計(jì)；掌握時(shí)鐘芯片DS1302的C51程序設(shè)計(jì)。6.2 DS13026.2 DS1302的結(jié)構(gòu)及工作原理的結(jié)構(gòu)及工作原理 DS1302 是美國(guó)DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、周、日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為2.5V5.5V。采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個(gè)318的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。 下圖14-1示出DS1302的實(shí)物圖及引腳

3、排列,其中Vcc1為后備電源，VCC2為主電源。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。DS1302由Vcc1或Vcc2兩者中的較大者供電。當(dāng)Vcc2大于Vcc10.2V時(shí)，Vcc2給DS1302供電。當(dāng)Vcc2小于Vcc1時(shí),DS1302由Vcc1供電。X1和X2是振蕩6.3 DS13026.3 DS1302的引腳功能及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的引腳功能及內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS1302是DS1202的升級(jí)產(chǎn)品，與DS1202兼容，但增加了主電源/后背電源雙電源引腳，同時(shí)提供了對(duì)后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。 源，外接32.768kHz晶振。RST是復(fù)位/片選線，通過(guò)把RST輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來(lái)啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳

4、送。RST輸入有兩種功能：首先，RST接通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。 當(dāng)RST為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì)DS1302進(jìn)行操作。如果在傳送過(guò)程中RST置為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送，I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運(yùn)行時(shí)，在Vcc2.5V之前，RST必須保持低電平。只有在SCLK為低電平時(shí)，才能將RST置為高電平。I/O為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端(雙向)， SCLK始終是輸入端。 圖圖6-1 DS1302的實(shí)物圖及引腳排列的實(shí)物圖及引腳排列其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖6-26-2所示所示圖圖6-2 DS1302內(nèi)部結(jié)構(gòu)

5、圖內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖6.4 DS13026.4 DS1302的寄存器和控制命令的寄存器和控制命令DS1302DS1302內(nèi)部主要寄存器功能如下表所示內(nèi)部主要寄存器功能如下表所示 其中CH：時(shí)鐘停止位；為0時(shí)振蕩器工作；為1時(shí)振蕩器停止；AP=1時(shí)為下午模式，為0時(shí)上午模式DS1302的控制字節(jié)說(shuō)明 1）DS1302的控制字節(jié)的最高有效位(位7)必須是邏輯1，如果它為0，則不能把數(shù)據(jù)寫入到DS1302中：位6如果為0，則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為1表示存取RAM數(shù)據(jù)；位5至位1指示操作單元的地址：最低有效位(位0)為0表示要進(jìn)行寫操作，為1表示進(jìn)行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開始輸出。 2）在控制指令字輸

6、入后的下一個(gè)SCLK時(shí)鐘的上升沿時(shí)數(shù)據(jù)被寫入DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位0開始。同樣，在緊跟8位的控制指令字后的下一個(gè)SCLK脈沖的下降沿讀出DS1302的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時(shí)從低位0位至高位7。6.5 DS13026.5 DS1302的讀寫時(shí)序的讀寫時(shí)序 不僅要向寄存器寫入控制字。還需要讀取相應(yīng)寄存器的數(shù)據(jù)。要想與DS1302通信，首先要先了解DS1302的控制字。DS1302的控制字見(jiàn)5.4節(jié)內(nèi)容。控制字的最高有效位(位7)必須是邏輯1，如果它為0。則不能把數(shù)據(jù)寫入到DS1302中。位6：如果為0，則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為1表示存取RAM數(shù)據(jù)；位5至位1(A4A0)：指示操作單元的地址；

7、位0(最低有效位)：如為0。表示要進(jìn)行寫操作，為1表示進(jìn)行讀操作。控制字總是從最低位開始輸出。在控制字指令輸入后的下一個(gè)SCLK時(shí)鐘的上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)被寫入DS1302，數(shù)據(jù)輸入從最低位(0位)開始。 同樣，在緊跟8位的控制字指令后的下一個(gè)SCLK脈沖的下降沿，讀出DS1302的數(shù)據(jù)。讀出的數(shù)據(jù)也是從最低位到最高位。數(shù)據(jù)讀寫時(shí)序如下圖14-3所示。具體操作見(jiàn)驅(qū)動(dòng)程序。圖圖6-3 DS13026-3 DS1302數(shù)據(jù)讀寫時(shí)序圖數(shù)據(jù)讀寫時(shí)序圖6.6 DS13026.6 DS1302的程序設(shè)計(jì)的程序設(shè)計(jì) 1）DS1302和單片機(jī)連接示意圖如下圖圖6-4 DS13026-4 DS1302和單片機(jī)連接示意

8、圖和單片機(jī)連接示意圖2）DS1302應(yīng)用程序設(shè)計(jì)流程圖如下所示：圖圖6-5 DS13026-5 DS1302應(yīng)用程序設(shè)計(jì)流程圖應(yīng)用程序設(shè)計(jì)流程圖 3）應(yīng)用程序清單如下： 程序用按鍵設(shè)置秒、分、時(shí)，用液晶LCD1602顯示設(shè)置的時(shí)間。/*程序描述程序描述：以下程序?yàn)镈S1302的頭函數(shù)文件，在建立項(xiàng)目的時(shí)候該部分要保存為DS1302.H。該頭文件中有對(duì)DS1302基本的單字節(jié)讀寫函數(shù)，取時(shí)間函數(shù)，設(shè)置時(shí)間函數(shù)，在主函數(shù)中要調(diào)用這些函數(shù)。 * /#define uchar unsigned char /宏定義sbit T_CLK = P10; /設(shè)置實(shí)時(shí)時(shí)鐘時(shí)鐘線引腳 /sbit T_IO = P

9、11; /設(shè)置實(shí)時(shí)時(shí)鐘數(shù)據(jù)線引腳 /sbit T_RST = P12; /設(shè)置實(shí)時(shí)時(shí)鐘復(fù)位線引腳 /sbit ACC0=ACC0; /定義ACC的位，利用ACC操作速度最快sbit ACC7=ACC7;uchar time16;char counter3;uchar sec,min,hou,day,mon,yea;void Init1302(void);void v_W1302(uchar ucAddr, uchar ucDa);uchar uc_R1302(uchar ucAddr);void get_time(void);void set_time(void);/*往DS1302寫入1By

10、te數(shù)據(jù)*/ void v_WTInputByte(uchar ucDa) uchar i;ACC= ucDa;for(i=8; i0; i-)T_IO = ACC0; /*相當(dāng)于匯編中的 RRC T_CLK = 1; T_CLK = 0;ACC =ACC 1; /*從DS1302讀取1Byte數(shù)據(jù)*/uchar uc_RTOutputByte(void) uchar i;for(i=8; i0; i-)ACC = ACC1; /*相當(dāng)于匯編中的 RRCACC7 = T_IO;T_CLK = 1; T_CLK = 0; return(ACC); /*往DS1302寫入數(shù)據(jù)，先寫地址，后寫命令/

11、數(shù)據(jù)*/void v_W1302(uchar ucAddr, uchar ucDa)T_RST = 0;T_CLK = 0;T_RST = 1;v_WTInputByte(ucAddr); /* 地址，命令 */v_WTInputByte(ucDa); /* 寫1Byte數(shù)據(jù)*/T_CLK = 1;T_RST =0;/*讀取DS1302某地址的數(shù)據(jù)，先寫地址，后讀命令/數(shù)據(jù)*/uchar uc_R1302(uchar ucAddr)uchar ucDa;T_RST = 0;T_CLK = 0;T_RST = 1;v_WTInputByte(ucAddr); /* 地址，命令 */ucDa =

12、uc_RTOutputByte(); /* 讀1Byte數(shù)據(jù) */T_CLK = 1;T_RST = 0;return(ucDa);/*初始化DS1302*/void Init1302(void)v_W1302(0 x8e,0 x00); /控制寫入WP=0v_W1302(0 x90,0 xa5);v_W1302(0 x80,0 x00); /秒v_W1302(0 x82,0 x59); /分v_W1302(0 x84,0 x10); /時(shí)v_W1302(0 x86,0 x01); /日v_W1302(0 x88,0 x08); /月v_W1302(0 x8a,0 x03); /星期v_W13

13、02(0 x8c,0 x07); /年 v_W1302(0 x8e,0 x80);/*取出時(shí)間并處理，以便送數(shù)碼管顯示*/ void get_time(void)uchar d;d=uc_R1302(0 x81);counter0=d/16*10+d%16; /十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為BCD碼time10=d&0 x0f;time11=(d4)&0 x0f;d=uc_R1302(0 x83);counter1=d/16*10+d%16; /十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為BCD碼time12=d&0 x0f;time13=(d4)&0 x0f;d=uc_R1302(0 x85);count

14、er2=d/16*10+d%16; /十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為BCD碼time14=d&0 x0f;time15=(d4)&0 x0f;void set_time(void)v_W1302(0 x8e,0 x00);v_W1302(0 x80,0 x80);v_W1302(0 x82,min);v_W1302(0 x84,hou);v_W1302(0 x86,day);v_W1302(0 x88,mon);v_W1302(0 x8c,yea);v_W1302(0 x80,0 x00);v_W1302(0 x8e,0 x80);以上函數(shù)為DS1302.H文件，在主函數(shù)中要調(diào)用該函數(shù)/*程序

15、描述程序描述：該程序能通過(guò)和單片機(jī)連接的按鍵調(diào)整并設(shè)置DS1302的時(shí)間，并能將從DS1302中讀出的時(shí)間在六個(gè)七段數(shù)碼管上顯示，P0口驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各段，P2口低六位連接到六個(gè)數(shù)碼管的公共端，數(shù)碼管為共陽(yáng)。*/#include #include #include DS1302.h#define uchar unsigned char#define uint unsigned intcode seven_tab10 = 0 xc0,0 xf9,0 xa4,0 xb0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xf8,0 x80,0 x90;code bit_select6 = 0 xfe,0 xf

16、d,0 xfb,0 xf7,0 xef,0 xdf;uint get_time_flag;uchar dot,flash,a,b,c,d;uchar year,month,day,hour,minute,second,week;uchar key1_state,key2_state,key3_state,key4_state,ttt;static uchar key1_flag=0;/定義靜態(tài)變量sbit key1 = P30; /定義4個(gè)按鍵的端口sbit key2 = P31;sbit key3 = P32; sbit key4 = P33;/*時(shí)間延遲函數(shù)*/void delay(int

17、 delaytime)while(delaytime-) _nop_();void delayms(unsigned int delaytime)uint i,j;for( i = 0;i delaytime;i+ )for(j = 0;j = 60) counter0 = 0; if(key3 = 0 ) key3 = 1; ;if(key3 = 0)key3_state = 1; if(key3 = 1 & key3_state = 1) key3_state = 0;counter0-; if(counter0 = 60) counter1 = 0; if(key3 = 0 )

18、key3 = 1; ;if(key3 = 0)key3_state = 1; if(key3 = 1 & key3_state = 1) key3_state = 0;counter1-; if(counter1 23 & d = 0) counter2 = 0;if(counter2 12 & d = 1) counter2 = 1; if(key3 = 0) key3 = 1; ;if(key3 = 0)key3_state = 1; if(key3 = 1 & key3_state = 1) key3_state = 0;counter2-; if(cou

19、nter2 0 & d = 0) counter2 = 23;if(counter2 1 & d = 1) counter2 = 12; c = dot*0 xff;else c = 0;if(key4 = 0) key4 = 1; ; if(key4 = 0) key4_state = 1; if(key4 = 1 & key4_state = 1) d = !d;key4_state = 0;/*顯示函數(shù)*/void display()uchar i;P0 = 0 xff;P2 = bit_select0;P0 = a|seven_tabcounter0%10;delay(100);P0 = 0 xff;P2 = bit_select1;P0 = a|seven_t