DS1302結(jié)構(gòu)與工作原理

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，有計(jì)時(shí)的作用，和日常接觸的電子表，萬(wàn)年歷差不多，可以對(duì)年月日、時(shí)分秒、星期計(jì)時(shí)?？梢杂?a target="_blank">單片機(jī)往DS1302里面寫(xiě)入時(shí)間進(jìn)行時(shí)間設(shè)置，也可以用單片機(jī)從DS1302中讀取時(shí)間，讀出來(lái)的時(shí)間也可以放在液晶上顯示。這樣就可以實(shí)現(xiàn)一塊電子表的功能了。

DS1302引腳及功能：

X1，X2: 振蕩源管腳，外接32.768KHz晶振

GND: 地

RST： 復(fù)位/片選線(xiàn)（通過(guò)置高電平來(lái)啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。）

IO： 數(shù)據(jù)輸入輸出

SCLK： 串行時(shí)鐘

VCC1： 電池引腳

VCC2: 主電源引腳 （雙電源供電，在主電源關(guān)閉的情況下，有VCC1的電池供電，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行）

DS1302的工作原理很簡(jiǎn)單，它外接32768Hz的晶振提供震蕩時(shí)鐘。芯片內(nèi)部的電路對(duì)晶振頻率32768分頻后獲得周期為1S的秒信號(hào)，然后對(duì)秒信號(hào)計(jì)數(shù)，獲得分鐘、小時(shí)、天、星期、月、年等的數(shù)值。

實(shí)現(xiàn)方法：

DS1302的時(shí)間信息以寄存器的形式存儲(chǔ)在芯片內(nèi)部。DS1302的通訊接口由3根線(xiàn)組成，即RST，SCLK，I/O。單片機(jī)與DS1302通訊，采用的是SPI通訊接口，只不過(guò)是半雙工了，只能分時(shí)進(jìn)行收發(fā)。通過(guò)SPI接口，對(duì)相應(yīng)的寄存器進(jìn)行讀操作，可以獲得當(dāng)前時(shí)間數(shù)值；寫(xiě)操作，可以設(shè)定當(dāng)前時(shí)間。

下面介紹怎么對(duì)DS1302發(fā)號(hào)施令。

DS1302的命令字節(jié)格式：

一個(gè)完整的通訊幀由由2字節(jié)組成。第一字節(jié)是控制字節(jié)，第二字節(jié)為數(shù)據(jù)位。控制字格式如下：

1.bit0：讀寫(xiě)標(biāo)志。高電平為讀，第二字節(jié)（藍(lán)色圈內(nèi)）會(huì)由DS1302輸出數(shù)據(jù)；低電平為寫(xiě)，第二字節(jié)由單片機(jī)輸出數(shù)據(jù)， DS1302接收；

2.bit1~5: 5位操作元地址，就是要對(duì)哪個(gè)寄存器進(jìn)行操作。寄存器地址列表如圖2.1。（紅色圈內(nèi)）

3.bit6:選擇RAM區(qū)或寄存器區(qū)。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);

4. bit7:必須是邏輯1，如果它為0，則不能把數(shù)據(jù)寫(xiě)入DS1302中。

圖2.1

（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。圖2.1內(nèi)還應(yīng)該有第八個(gè)寄存器，地址為8E。它的bit7是需要重視的。bit7是一個(gè)保護(hù)位，如果這一位是1，那么是禁止給任何其他的寄存器或者那31個(gè)字節(jié)的RAM寫(xiě)數(shù)據(jù)的。因此在寫(xiě)數(shù)據(jù)之前，這一位必須先寫(xiě)成0。）

因?yàn)槭荢PI接口，單片機(jī)與DS1302通訊也是上升沿發(fā)送（寫(xiě)入1302數(shù)據(jù)），下降沿接收（讀取1302數(shù)據(jù)）?？刂谱挚偸菑淖畹臀婚_(kāi)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(xiě)入DS1302，數(shù)據(jù)輸入從最低位(0位)開(kāi)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(xiě)時(shí)序如下圖：

單片機(jī)往DS1302寫(xiě)入數(shù)據(jù)，先寫(xiě)地址，后寫(xiě)命令/數(shù)據(jù)。單片機(jī)讀取DS1302某地址的數(shù)據(jù)，先寫(xiě)地址，后讀命令/數(shù)據(jù)。

知道了需要控制的指令寄存器，讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)寄存器，通訊方式為SPI。所謂欲破曹公，只欠東風(fēng)。咱是欲破DS1302，只欠實(shí)踐了。

原理圖如下：

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