普中51单片机学习（DS1302）

news2024/10/6 22:17:35

DS1302时钟

DS1302实时时钟具有能计算2100年之前的秒、分、时、日、日期、星期、月、年的能力，还有闰年调整的能力。内部含有31个字节静态RAM，可提供用户访问。采用串行数据传送方式，使得管脚数量最少，简单SPI 3线接口。工作电压范围宽：2.0～5.5V。工作电流：2.0V时，小于300nA。时钟或RAM数据的读/写有两种传送方式：单字节传送和多字节传送方式。采用8脚DIP封装或SOIC封装。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。备份电源可由电池或大容量电容实现。

SPI总线概念
SPI接口的全称是“Serial Peripheral Interface”,意为串行外围接口。
SPI接口主要应用在EEPROM,FLASH,实时时钟,AD转换器,还有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,地位在后,为全双工通信,数据传输速度总体来说比I2C总线要快,速度可达到几Mbps。
SPI接口是以主从方式工作的,这种模式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：

  • MOSI – 主器件数据输出,从器件数据输入
  • MISO – 主器件数据输入,从器件数据输出
  • SCLK – 时钟信号,由主器件产生
  • /CS – 从器件使能信号,由主器件控制

在这里插入图片描述
引脚功能
在这里插入图片描述
其中：

  • X1、X2：32.768KHz晶振接入引脚。
  • GND：地。
  • RST ：复位引脚，低电平有效,操作时高电平。
  • I/O：数据输入/输出引脚，具有三态功能。
  • SCLK：串行时钟输入引脚。
  • Vcc1：工作电源引脚。
  • Vcc2：备用电源引脚。 接入电池断电时提供1302电源

DS1302的寄存器及片内RAM
DS1302有一个控制寄存器、12个日历、时钟寄存器和31个RAM。可读写。
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就为控制命令。它用于对DS1302读写过程进行控制，它的格式如下：
在这里插入图片描述
DS1302共有12个寄存器，其中有7个与日历、时钟相关，存放的数据为BCD码形式。日历、时钟寄存器的格式如表。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
片内RAM
DS1302片内有31个RAM单元，对片内RAM的操作有两种方式：单字节方式和多字节方式。当控制命令字为C0HFDH时为单字节读写方式，命令字中的D5D1用于选择对应的RAM单元，其中奇数为读操作，偶数为写操作。
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。

数据输入输出(I/O)
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，数据输入从低位即位0开始。同样，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0位到高位7。

单字节读写
在这里插入图片描述

  • DS1302是通过SPI串行总线跟单片机通信的，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还是对CLOK寄存器操作。第二个字节就是要读或写的数据了。
  • 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先将SCLK置低电平，然后将CE置为高电平，接着开始在IO上面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。

在这里插入图片描述

实验代码

ds1302.h

#ifndef __DS1302_H_
#define __DS1302_H_

//---包含头文件---//
#include<reg52.h>
#include<intrins.h>

//---重定义关键词---//
#ifndef uchar
#define uchar unsigned char
#endif

#ifndef uint 
#define uint unsigned int
#endif

//---定义ds1302使用的IO口---//
sbit DSIO=P3^4;
sbit RST=P3^5;
sbit SCLK=P3^6;

//---定义全局函数---//
void Ds1302Write(uchar addr, uchar dat);
uchar Ds1302Read(uchar addr);
void Ds1302Init();
void Ds1302ReadTime();

//---加入全局变量--//
extern uchar TIME[7];	//加入全局变量

#endif

da13.2.c

#include"ds1302.h"

//---DS1302写入和读取时分秒的地址命令---//
//---秒分时日月周年 最低位读写位;-------//
uchar code READ_RTC_ADDR[7] = {0x81, 0x83, 0x85, 0x87, 0x89, 0x8b, 0x8d}; 
uchar code WRITE_RTC_ADDR[7] = {0x80, 0x82, 0x84, 0x86, 0x88, 0x8a, 0x8c};

//---DS1302时钟初始化2016年5月7日星期六12点00分00秒。---//
//---存储顺序是秒分时日月周年,存储格式是用BCD码---//
uchar TIME[7] = {0, 0, 0x12, 0x07, 0x05, 0x06, 0x16};

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : Ds1302Write
* 函数功能		   : 向DS1302命令（地址+数据）
* 输    入         : addr,dat
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/

void Ds1302Write(uchar addr, uchar dat)
{
	uchar n;
	RST = 0;
	_nop_();

	SCLK = 0;//先将SCLK置低电平。
	_nop_();
	RST = 1; //然后将RST(CE)置高电平。
	_nop_();

	for (n=0; n<8; n++)//开始传送八位地址命令
	{
		DSIO = addr & 0x01;//数据从低位开始传送
		addr >>= 1;
		SCLK = 1;//数据在上升沿时，DS1302读取数据
		_nop_();
		SCLK = 0;
		_nop_();
	}
	for (n=0; n<8; n++)//写入8位数据
	{
		DSIO = dat & 0x01;
		dat >>= 1;
		SCLK = 1;//数据在上升沿时，DS1302读取数据
		_nop_();
		SCLK = 0;
		_nop_();	
	}	
		 
	RST = 0;//传送数据结束
	_nop_();
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : Ds1302Read
* 函数功能		   : 读取一个地址的数据
* 输    入         : addr
* 输    出         : dat
*******************************************************************************/

uchar Ds1302Read(uchar addr)
{
	uchar n,dat,dat1;
	RST = 0;
	_nop_();

	SCLK = 0;//先将SCLK置低电平。
	_nop_();
	RST = 1;//然后将RST(CE)置高电平。
	_nop_();

	for(n=0; n<8; n++)//开始传送八位地址命令
	{
		DSIO = addr & 0x01;//数据从低位开始传送
		addr >>= 1;
		SCLK = 1;//数据在上升沿时，DS1302读取数据
		_nop_();
		SCLK = 0;//DS1302下降沿时，放置数据
		_nop_();
	}
	_nop_();
	for(n=0; n<8; n++)//读取8位数据
	{
		dat1 = DSIO;//从最低位开始接收
		dat = (dat>>1) | (dat1<<7);
		SCLK = 1;
		_nop_();
		SCLK = 0;//DS1302下降沿时，放置数据
		_nop_();
	}

	RST = 0;
	_nop_();	//以下为DS1302复位的稳定时间,必须的。
	SCLK = 1;
	_nop_();
	DSIO = 0;
	_nop_();
	DSIO = 1;
	_nop_();
	return dat;	
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : Ds1302Init
* 函数功能		   : 初始化DS1302.
* 输    入         : 无
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/

void Ds1302Init()
{
	uchar n;
	Ds1302Write(0x8E,0X00);		 //禁止写保护，就是关闭写保护功能
	for (n=0; n<7; n++)//写入7个字节的时钟信号：分秒时日月周年
	{
		Ds1302Write(WRITE_RTC_ADDR[n],TIME[n]);	
	}
	Ds1302Write(0x8E,0x80);		 //打开写保护功能
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : Ds1302ReadTime
* 函数功能		   : 读取时钟信息
* 输    入         : 无
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/

void Ds1302ReadTime()
{
	uchar n;
	for (n=0; n<7; n++)//读取7个字节的时钟信号：分秒时日月周年
	{
		TIME[n] = Ds1302Read(READ_RTC_ADDR[n]);
	}
		
}

main.c

/*************************************************************************************

*
实验现象：下载程序后，数码管显示时钟
		  
接线说明： (具体接线图可见开发攻略对应实验的“实验现象”章节)
		   1，单片机-->DS1302时钟模块
		   		P34-->DIO
				P35-->CE
				P36-->CLK
		   2，单片机-->动态数码管模块
		   		J22-->J6
				P22-->J9(A)
				P23-->J9(B)
				P24-->J9(C)	
	
注意事项：										

										  
**************************************************************************************

*/

#include "reg52.h"			 //此文件中定义了单片机的一些特殊功能寄存器
#include "ds1302.h"	

typedef unsigned int u16;	  //对数据类型进行声明定义
typedef unsigned char u8;

sbit LSA=P2^2;
sbit LSB=P2^3;
sbit LSC=P2^4;


char num=0;
u8 DisplayData[8];
u8 code smgduan[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : delay
* 函数功能		   : 延时函数，i=1时，大约延时10us
*******************************************************************************/
void delay(u16 i)
{
	while(i--);	
}


/*******************************************************************************
* 函 数 名         : datapros()
* 函数功能		   : 时间读取处理转换函数
* 输    入         : 无
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/

void datapros() 	 
{
   	Ds1302ReadTime();
	DisplayData[0] = smgduan[TIME[2]/16];				//时
	DisplayData[1] = smgduan[TIME[2]&0x0f];				 
	DisplayData[2] = 0x40;
	DisplayData[3] = smgduan[TIME[1]/16];				//分
	DisplayData[4] = smgduan[TIME[1]&0x0f];	
	DisplayData[5] = 0x40;
	DisplayData[6] = smgduan[TIME[0]/16];				//秒
	DisplayData[7] = smgduan[TIME[0]&0x0f];
}


/*******************************************************************************
* 函数名         :DigDisplay()
* 函数功能		 :数码管显示函数
* 输入           : 无
* 输出         	 : 无
*******************************************************************************/
void DigDisplay()
{
	u8 i;
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		switch(i)	 //位选，选择点亮的数码管，
		{
			case(0):
				LSA=1;LSB=1;LSC=1; break;//显示第0位
			case(1):
				LSA=0;LSB=1;LSC=1; break;//显示第1位
			case(2):
				LSA=1;LSB=0;LSC=1; break;//显示第2位
			case(3):
				LSA=0;LSB=0;LSC=1; break;//显示第3位
			case(4):
				LSA=1;LSB=1;LSC=0; break;//显示第4位
			case(5):
				LSA=0;LSB=1;LSC=0; break;//显示第5位
			case(6):
				LSA=1;LSB=0;LSC=0; break;//显示第6位
				case(7):
				LSA=0;LSB=0;LSC=0; break;//显示第7位
		}
		P0=DisplayData[i];//发送数据
		delay(100); //间隔一段时间扫描	
		P0=0x00;//消隐
	}		
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名       : main
* 函数功能		 : 主函数
* 输    入       : 无
* 输    出    	 : 无
*******************************************************************************/
void main()
{	
	//Ds1302Init();	   //第一次初始化后就可以注释该条语句，这样下次重启就不会再次初始化了
	while(1)
	{
		datapros();	 //数据处理函数
		DigDisplay();//数码管显示函数		
	}		
}

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