51单片机综合学习系统之 DS1302时钟应用篇

51单片机综合学习系统之 DS1302时钟应用篇 大家好，通过以前的学习，我们已经对51单片机综合学习系统的使用方法及学习方式有所了解与熟悉， 学会了使用 AD 模数转换的基本知识，体会到了综合学习系统的易用性与易学性，这一期我们将一起学习 DS1302时钟的基本原理与应用实例。 先看一下我们将要使用的51单片机综合学习系统能完成哪些实验与产品开发工作：分别有流水灯，数 码管显示，液晶显示，按键开关，蜂鸣器奏乐，继电器控制，IIC 总线，SPI 总线，PS/2实验，AD 模数转 换，光耦实验，串口通信，红外线遥控，无线遥控，温度传感，步进电机控制等等。主体系统如图1所示， 其配套 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 本教程《单片机快速入门》如图2所示。 图1 51单片机综合学习系统主机部分图片 图2 51单片机综合学习系统配套书本教程——《单片机快速入门》 上图是我们将要使用的51单片机综合学习系统硬件平台，如图1所示，本期实验我们用到了综合系统主 机、板载的 DS1302时钟芯片，综合系统其它功能模块原理与使用详见前几期《电子制作》杂志及后期连载 教程介绍。 在很多单片机系统中都要求带有实时时钟电路，如最常见的数字钟、钟控设备、数据 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 仪 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf ，这些 仪表往往需要采集带时标的数据，同时一般它们也会有一些需要保存起来的重要数据，有了这些数据，便 于用户后期对数据进行观察、分析。本小节就介绍市面上常见的时钟芯片DS1302的应用。DS1302是美国 DALLAS 公司推出的一款高性能、低功耗、带内部 RAM 的实时时钟芯片(RTC)，也就是一种能够为单片机系 统提供日期和时间的芯片。通过本小节的学习，我们将会把 RTC 相关的一些技术粗略介绍一下，然后介绍 DS1302与单片机之间的软硬件应用。 DS1302时钟芯片简介 DS1302是 DALLAS 公司推出的涓流充电时钟芯片，内含一个实时时钟/日历和31字节静态 RAM，可以通 过串行接口与单片机进行通信。实时时钟/日历电路提供秒、分、时、日、星期、月、年的信息，每个月的 天数和闰年的天数可自动调整，时钟操作可通过 AM/PM 标志位决定采用24或12小时时间格式。DS1302与单 片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信，仅需三根 I/O 线：复位（RST）、I/O 数据线、串行时钟 （SCLK）。时钟/RAM 的读/写数据以一字节或多达31字节的字符组方式通信。DS1302工作时功耗很低，保持 数据和时钟信息时，功耗小于1mW。 DS1302的内部结构 DS1302的外部引脚功能说明如图3所示： 图3 DS1302封装图 X1，X2 32.768kHz 晶振引脚 GND 地 RST 复位 I/O 数据输入/输出 SCLK 串行时钟 VCC1 电池引脚 VCC2 主电源引脚 DS1302的内部结构如图4所示，主要组成部分为：移位寄存器、控制逻辑、振荡器、实时时钟以及 RAM。 虽然数据分成两种，但是对单片机的程序而言，其实是一样的，就是对特定的地址进行读写操作。 图4 DS1302的内部结构图 DS1302含充电电路，可以对作为后备电源的可充电电池充电，并可选择充电使能和串入的二极管数目， 以调节电池充电电压。不过对我们目前而言，最需要熟悉的是和时钟相关部分的功能，对于其它参数请参 阅数据手册。 DS1302的工作原理 DS1302工作时为了对任何数据传送进行初始化，需要将复位脚（RST）置为高电平且将8位地址和命令 信息装入移位寄存器。数据在时钟（SCLK）的上升沿串行输入，前8位指定访问地址，命令字装入移位寄存 器后，在之后的时钟周期，读操作时输出数据，写操作时输出数据。时钟脉冲的个数在单字节方式下为8+8 （8位地址+8位数据），在多字节方式下为8加最多可达248的数据。 DS1302的寄存器和控制命令 对 DS1302的操作就是对其内部寄存器的操作，DS1302内部共有12个寄存器，其中有7个寄存器与日历、 时钟相关，存放的数据位为 BCD 码形式。此外，DS1302还有年份寄存器、控制寄存器、充电寄存器、时钟 突发寄存器及与 RAM 相关的寄存器等。时钟突发寄存器可一次性顺序读写除充电寄存器以外的寄存器。日 历、时间寄存器及控制字如表1所示： 寄存器名称 7 6 5 4 3 2 1 0 1 RAM/CK A4 A3 A2 A1 A0 RD/W 秒寄存器 1 0 0 0 0 0 0 分寄存器 1 0 0 0 0 0 1 小时寄存器 1 0 0 0 0 1 0 日寄存器 1 0 0 0 0 1 1 月寄存器 1 0 0 0 1 0 0 星期寄存器 1 0 0 0 1 0 1 年寄存器 1 0 0 0 1 1 0 写保护寄存器 1 0 0 0 1 1 1 慢充电寄存器 1 0 0 1 0 0 0 时钟突发寄存器 1 0 1 1 1 1 1 表1：日历、时钟寄存器与控制字对照表 最后一位 RD/W 为“0”时表示进行写操作，为“1”时表示读操作。 DS1302内部寄存器列表如表2所示： 寄存器名称 命令字 取值范围 各位内容 写 读 7 6 5 4 3 2 1 0 秒寄存器 80H 81H 00-59 CH 10SEC SEC 分寄存器 82H 83H 00-59 0 10MIN MIN 小时寄存器 84H 85H 01-12或00-23 12/2 4 0 A HR HR 日期寄存器 86H 87H 01-28,29,30,31 0 0 10DATE DATE 月份寄存器 88H 89H 01-12 0 0 0 10M MONTH 周寄存器 8AH 8BH 01-07 0 0 0 0 0 DAY 年份寄存器 8CH 8DH 00-99 10YEAR YEAR 表2：DS14302内部主要寄存器分布表 DS1302内部的 RAM 分为两类，一类是单个 RAM 单元，共31个，每个单元为一个8位的字节，其命令控制 字为 COH~FDH，其中奇数为读操作，偶数为写操作；再一类为突发方式下的 RAM，此方式下可一次性读写所 有的 RAM 的31个字节，命令控制字为 FEH（写）、FFH（读）。 我们现在已经知道了控制寄存器和 RAM 的逻辑地址，接着就需要知道如何通过外部接口来访问这些资 源。单片机是通过简单的同步串行通讯与 DS1302通讯的，每次通讯都必须由单片机发起，无论是读还是写 操作，单片机都必须先向 DS1302写入一个命令帧，这个帧的格式如表1所示，最高位 BIT7固定为1，BIT6 决定操作是针对 RAM 还是时钟寄存器，接着的5个 BIT 是 RAM 或时钟寄存器在 DS1302的内部地址，最后一 个 BIT 表示这次操作是读操作抑或是写操作。 物理上，DS1302的通讯接口由3个口线组成，即 RST，SCLK，I/O。其中 RST 从低电平变成高电平启动 一次数据传输过程，SCLK 是时钟线，I/O 是数据线。具体的读写时序参考图5，但是请注意，无论是哪种同 步通讯类型的串行接口，都是对时钟信号敏感的，而且一般数据写入有效是在上升沿，读出有效是在下降 沿（DS1302正是如此的，但是在芯片手册里没有明确说明），如果不是特别确定，则把程序设计成这样：平 时 SCLK 保持低电平，在时钟变动前设置数据，在时钟变动后读取数据，即数据操作总是在 SCLK 保持为低 电平的时候，相邻的操作之间间隔有一个上升沿和一个下降沿。 图5 DS1302的命令字结构 DS1302的软硬件设计实例 本例将实现对DS1302的读写操作，将时钟数据在LED数码管上显示出来。调试时将功能选择开关调到DS1302 的状态上。 图6 DS1302实验演示图 硬件原理图 图10-46 硬件原理图 程序 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 图 图10-47 软件流程图