时钟IC DS1302的基础知识

本文来源：21IC中国电子网

    在网上看了很久，发现初学者最有兴趣的就是DS1302时钟电路，也很自然，它是个做出来就让你觉得最实用的电路了，但实际上制做上并不简单，首先你要让你的显示部分(不管是数码管还是LCD)调试通过。然后把DS1302接好，调试正确了才能在成功显示时间和日期。下面我们就来说说DS1302的用法。

    DS1302的图如下：

    DS1302是一种高性能、低功耗的实时时钟芯片，附加31字节静态RAM，采用SPI三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式传送多个字节的时钟信号和RAM数据。实时时钟可提供秒、分、时、日、星期、月和年，一个月小与31天时可以自动调整，且具有闰年补偿功能。工作电压宽达2.5～5.5V。采用双电源供电(主电源和备用电源)，可设置备用电源充电方式，提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。

    下面是标准的接线电路图：

    各引脚功能如下：

    DS1302有关日历、时间的寄存器共有12个，其中有7个寄存器(读时81h～8Dh，写时80h～8Ch)是存放秒、分，小时、日、月、年、周数据的，存放的数据格式为BCD码形式

    它的内部时间寄存器如下：

    这张表是DS1302内部的7个与时间、日期有关的寄存器图和一个写保护寄存器，我们要做的就是将初始设置的时间、日期数据写入这几个寄存器，然后再不断地读取这几个寄存器来获取实时时间和日期。这几个寄存器的说明如下：

    1、秒寄存器(81h、80h)的位7定义为时钟暂停标志(CH)。当初始上电时该位置为1，时钟振荡器停止，DS1302处于低功耗状态;只有将秒寄存器的该位置改写为0时，时钟才能开始运行。

    2、小时寄存器(85h、84h)的位7用于定义DS1302是运行于12小时模式还是24小时模式。当为高时，选择12小时模式。在12小时模式时，位5是 ，当为1时，表示PM。在24小时模式时，位5是第二个10小时位

    3、控制寄存器(8Fh、8Eh)的位7是写保护位(WP)，其它7位均置为0。在任何的对时钟和RAM的写操作之前，WP位必须为0。当WP位为1时，写保护位防止对任一寄存器的写操作。也就是说在电路上电的初始态WP是1，这时是不能改写上面任何一个时间寄存器的，只有首先将WP改写为0，才能进行其它寄存器的写操作。

    下面来说说如果对DS1302进行读写：

    上面的电路图可以看出，除了电源和接地，DS1302只有三根线和单片机连接，SCLK、I/O和RST(有的也写成CE)，先看时序图：

    DS1302的数据读写是通过I/O串行进行的。当进行读写操作时最少得读写两个字节，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，以及操作的地址。第二个字节就是要读或写的数据了。

    我们先看单字节写：在进行操作之前先得将CE(也可说是RST)置高电平，然后单片机将控制字的位0放到I/O上，当I/O的数据稳定后，将SCLK置高电平，DS1302检测到SCLK的上升沿后就将I/O上的数据读取，然后单片机将SCLK置为低电平，再将控制字的位1放到I/O上，如此反复，将一个字节控制字的8个位传给DS1302。接下来就是传一个字节的数据给DS1302，当传完数据后，单片机将CE置为低电平，操作结束。

    单字节读操作的一开始写控制字的过程和上面的单字节写操作是一样，但是单字节读操作在写控制字的一个位，SCLK还在高电平时，DS1302就将数据放到I/O上，单片机将SCLK置为低电平后数据锁存，单机机就可以读取I/O上的数据。如此反复，将一个字节的数据读入单片机。读与写操作的不同就在于，写操作是在SCLK低电平时单片机将数据放到IO上，当SCLK上升沿时，DS1302读取。而读操作是在SCLK高电平时DS1302放数据到IO上，将SCLK置为低电平后，单片机就可从IO上读取数据。

    现在我们来看看控制字的内容：

    位0就是读写位，当位0为1时，就是告诉DS1302，下面是进行读出操作，而当位0为0时就是写入操作。

    位0-位5是要进行操作的DS1302寄存器地址。

    位6就是告诉DS1302，是要对RAM进行操作还是对CLK寄存器进行操作，0就是对时间寄存器操作，一般我们都是对时间寄存器进行操作。

    位7就是固定的1。为什么是1呢。还记得上面说的单字节读操作吗?在写控制字的一个位也就是位7时，DS1302已将它的寄存器数据位0放到IO上了，要是控制字的位7是0的话，DS1302就无法将它的随后的数据放到IO上了。

    这样你现在就知道为什么控制字80H是写秒寄存器，而80H是读秒寄存器了吧!80H换成二进制就是10000000。而81H的二进制就是10000001，一个是写操作，另一个是读操作嘛!

    好!我们现在来总结一下，如何对DS1302进行操作。

    ① 首先要通过8eH将写保护去掉，这样我们才能将日期，时间的初值写时各个寄存器。

    ② 然后就可以对80H、82H、84H、86H、88H、8AH、8CH进行初值的写入。同时也通过秒寄存器将位7的CH值改成0，这样DS1302就开始走时运行了。

    ③ 将写保护寄存器再写为80H，防止误改写寄存器的值。

    ④ 不断读取80H-8CH的值，将它们格式化后显示到LCD或数码管上。

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