【文章內(nèi)容簡介】 Vcc1 為可編程后備涓細電流充電電源，附加七個字節(jié)存儲器。它廣泛應用于電話、傳真、便攜式儀器以及電池供電的儀器儀表等產(chǎn)品領(lǐng)域。下面將主要的性能指標作一綜合： (1)實時時鐘具有能計算 2100 年之前的秒、分、時、星期、日、月、年的能力，還有閏年調(diào)整的能力 (2)31*8 位暫存數(shù)據(jù)存儲 RAM (3)串行 I/O 口方式使得管腳數(shù)量最少 (4)寬范圍工作電壓 ~ (5)工作電流：在低壓 時，小于 300nA (6)讀 /寫時鐘或 RAM 數(shù)據(jù)時，有兩種傳送方式：單字節(jié)傳送和多字節(jié)傳送 (字符組方式 ) (7)8 引腳 DIP 封裝或可選的 8 腳 SOIC 封裝 (根據(jù)表面裝配 ) (8)簡單串行 SPI 三線接口方式 (9)與 TTL 兼容 (Vcc=5V) (10)可選工業(yè)級溫度范圍 40 oC~+85 oC (11)與 DS1202 兼容 (12)在 DS1202 基礎(chǔ)上增加的特性 ： ① 對 Vcc1 有可選的涓流充電能力 ② 雙電源管 腳 用于主電源和備份電源供應 ③ 備份電源管腳可由電池或大容量電容輸入 ④ 附加的 7 字節(jié)暫存存儲器 [3] 石家莊鐵道學院畢業(yè)設計 7 DS1302引腳功能與內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS1302 的引腳排列如圖 23 所示，其中 Vcc1 為后備電源， VCC2 為主電源。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運行。 DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 兩者中的較大者供電。當 Vcc2 大于 Vcc1＋ 時， Vcc2 給 DS1302 供電 ； 當 Vcc2 小于 Vcc1時， DS1302 由 Vcc1 供電。 X1 和 X2 是振蕩源，外接 晶振。 RST 是復位 /片選線，通過把 RST 輸入驅(qū)動置高電平來啟動所有的數(shù)據(jù)傳送。 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 RST 為高電平時，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對 DS1302 進行操作。如果在傳送過程中 RST 置為低電平，則會終止此次數(shù)據(jù)傳送， I/O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運行時，在 Vcc≥ 之前， RST 必須保持低電平。只有在 SCLK 為低電平時，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。管腳描述如下 所示： 管腳描述 (1)X1， X2 晶振引腳 (2 腳， 3 腳 ) (2)GND 地 (4 腳 ) (3)RST 復位引腳 (5 腳 ) (4)I/O 數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳 (6 腳 ) (5)SCLK 串行時鐘 (7 腳 ) (6)Vcc1， Vcc2 電源供電引腳， Vcc1 可接后備電池 (8 腳、 1 腳 ) (7)DS1302 串行時鐘芯片， 8 腳 DIP (8)DS1302S 串行時鐘芯片， 8 腳 SOIC (200mil) (9)DS1302Z 串行時鐘芯片， 8 腳 SOIC (150mil) 石家莊鐵道學院畢業(yè)設計 8 管腳配置 圖 23 DS1302 時鐘芯片引腳圖 DS1302的控制字 DS1302 的控制字如圖 24 所示。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 DS1302 中 ； 位 6 如果為 0，則表示存取日歷時鐘數(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)如為 0表示要進行寫操作，為 1 表示 要 進行讀操作 ， 控制字節(jié)總是從最低位開始輸出。 DS1302的數(shù)據(jù)輸入輸出 (I/O) 在控制指令字輸入后的下一個 SCLK 時鐘的上升沿時，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 SCLK 脈沖的下降沿讀出 DS1302 的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時從低位 0 到高位 7。 DS1302內(nèi)部寄存器 DS1302 由控制寄存器和年、月、日、星期、時、分、秒工作寄存器等共 12 個寄1 RAM A4 A3 A2 A1 A0 RAM /CK /K 圖 24 DS1302 的控制字 石家莊鐵道學院畢業(yè)設計 9 存器組成 ， 其中有 7 個寄存器與日歷、時鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù) 為 BCD 碼形式 。 其日歷、時間寄存器及其控制字見表 22。 表 22 日歷、時間寄存器及其控制字 寄存器名稱 命令字 取值范圍 各位內(nèi)容 寫操作 讀操作 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 時寄存器 84H 85H 01~12 或 00~23 12/24 0 10 HR HR A/P 日寄存器 86H 87H 01~2 2 31 0 0 10DATE DATE 月寄存器 88H 89H 01~12 0 0 0 10M MONTH 周寄存器 8AH 88H 01~07 0 0 0 0 0 DAY 年 寄存器 8CH 8DH 00~99 10YEAR YEAR 各寄存器的最后一位指明數(shù)據(jù)的讀 /寫方式 ： 為 “ 0” 時是讀狀態(tài)；為 “ 1” 時是寫狀態(tài)。各寄存器的地址如圖 25 所示。 石家莊鐵道學院畢業(yè)設計 10 圖 25 各寄存器的地址 CH： 時鐘停止位 標志 CH=0 振蕩器工作允許 CH=1 振蕩器停止 WP： 寫保護位 WP=0 寄存器數(shù)據(jù)能夠?qū)懭? WP=1 寄存器數(shù)據(jù)不能寫入 TCS： 涓流充電選擇 TCS=1010 使能涓流充電 石家莊鐵道學院畢業(yè)設計 11 TCS=其它 禁止涓流充電 寄存器 2 的第 7 位 ： 12/24 小時 bit7=1， 12 小時模式 bit7=0， 24 小時模式 寄存器 2 的第 5 位： AM/PM 定義 AP=0 上午模式 AP=1 下午模式 DS：二極管選擇位 DS=01 選擇一個二極管 DS=10 選擇兩個二極管 DS=00 或 11，即使 TCS=1010，充電功能也被禁止 此外， DS1302 還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時鐘突發(fā)寄存器及與 RAM 相關(guān)的寄存器等。時鐘突 發(fā)寄存器可一次性順序讀寫除充電寄存器外的所有寄存器內(nèi)容。 DS1302 與 RAM 相關(guān)的寄存器分為兩類：一類是單個 RAM 單元，共31 個，每個單元組態(tài)為一個 8 位的字節(jié)，其命令控制字為 C0H～ FDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；另一類為突發(fā)方式下的 RAM 寄存器，此方式下可一次性讀寫所有的 RAM 的 31 個字節(jié)，命令控制字為 FEH(寫 )、 FFH(讀 )[4]。 DS1302 實時顯示時間的軟硬件 DS1302與 CPU的連接 DS1302 與 CPU 的連接僅需要三條線，即 SCLK、 I/O、 RST。圖 26 示出 DS1302與 AT89C2051 的連接圖。 石家莊鐵道學院畢業(yè)設計 12 圖 26 DS1302 與 CPU 連接的電路 圖 DS1302與單片機的接口軟件設計及功能應用舉例 單片機對時鐘的讀 /寫過程，實質(zhì)上就是對 DS1302 各個寄存器的讀 /寫過程。在數(shù)據(jù)傳送之前，首先置 /RST 端為高，接著發(fā)送一個帶有地址和命令信息的 8 位命令字到寄存器，命令字節(jié)確定所尋的寄存器是讀操作還是寫操作。在一個時鐘周期內(nèi)，在 SCLK 的上升沿時數(shù)據(jù)輸入有效，輸出則在 SCLK 的下降沿有效。如果 /RST 復位端輸入為 低電平，則所有數(shù)據(jù)傳送終止， I/O 腳處于高阻狀態(tài)。 DS1302 的讀 /寫數(shù)據(jù)時序如圖 27 所示。簡單說明如下： (1)數(shù)據(jù)輸入 ： 在輸入寫命令字節(jié)的 8 個 SCLK 周期之后，數(shù)據(jù)字節(jié)在后 8 個 SCLKVcc2 Vcc1 X1 SCLK X2 I/O GND /RST +5V RST 18PF 18PF KHZ SCLK /RST R//W A0 A1 A2 A3 A4 R//C 1 I/O 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 命令字 數(shù)據(jù) 圖 27 DS1302 的讀 /寫數(shù)據(jù)時序圖 石家莊鐵道學院畢業(yè)設計 13 周期的上升沿輸入，從低位開始輸入數(shù)據(jù)。 (2)數(shù)據(jù)輸出：在輸入讀命令字節(jié)的 8 個 SCLK 周期之后，數(shù)據(jù)字節(jié)在后 8 個 SCLK周期的下降沿輸入。第一個數(shù)據(jù)位在寫命令字節(jié)最后一位的第一個下降沿輸出。只要/RST 保持為高，在持續(xù)的 SCLK 周期內(nèi)就繼續(xù)輸出數(shù)據(jù)，從低位開始輸出數(shù)據(jù)。 下面首先給出基本的接口軟件，然 后舉例說明各種功能的應用 [5]。 (1)寫保護寄存器操作 當寫保護寄存器的最高位為 0 時，允許數(shù)據(jù)寫入寄存器，寫保護寄存器可以通過命令字節(jié) 8EH、 8FH 來規(guī)定禁止寫入 /讀出。寫保護位不能在多字節(jié)傳送模式下寫入。 Write_Enable： MOV Command， 8Eh ；命令字節(jié)為 8Eh MOV ByteCnt， 1 ；單字節(jié)傳送模式 MOV R0， XmtDat ；數(shù)據(jù)地址覆給 R0 MOV XmtDat， 00h ；數(shù)據(jù)內(nèi)容為 0(寫入允許 ) ACALL Send_Byte ；調(diào)用寫入數(shù)據(jù)子程序 RET ；返回調(diào)用本子程序處 當寫保護寄存器的最高位為 1 時，禁止數(shù)據(jù)寫入寄存器， Write_Disable： MOV Command， 8Eh ；命令字節(jié)為 8E MOV ByteCnt， 1 ；單字節(jié)傳送模式 MOV R0， XmtDat ；數(shù)據(jù)地址覆給 R0 MOV XmtDat， 80h ；數(shù)據(jù)內(nèi)容為 80h(禁止寫入 ) ACALL Send_Byte ；調(diào)用寫入數(shù)據(jù)子程序 RET ；返回調(diào)用本子程序處 以上程序調(diào)用了基本數(shù)據(jù)發(fā)送 (Send_Byte)模塊及一些內(nèi)存單元定義。其源程序清單在附錄中給出。下面的程序亦使用了這個模塊。 (2)時鐘停止位操作 當把秒寄存器的第 7 位 (時鐘停止位 )設置為 0 時，起動時鐘開始。 Osc_Enable： MOV Command， 80h ；命令字節(jié)為 80 MOV ByteCnt， 1 ；單字節(jié)傳送模式 MOV R0， XmtDat ；數(shù)據(jù)地址覆給 R0 MOV XmtDat， 00h ；數(shù)據(jù)內(nèi)容為 0(振蕩器工作允許 ) ACALL Send_Byte ；調(diào)用寫入數(shù)據(jù)子程序 石家莊鐵道學院畢業(yè)設計 14 RET ；返回調(diào)用本子程序處 當把秒寄存器的第 7 位 (時鐘停止位 )設置為 1 時，時鐘振蕩器停止， DS1302 進入低功耗方式 。 Osc_Disable： MOV Command， 80h ；命令字節(jié) 為 80 MOV ByteCnt， 1 ；單字節(jié)傳送模式 MOV R0， XmtDat ；數(shù)據(jù)地址覆給 R0 MOV XmtDat， 80h ；數(shù)據(jù)內(nèi)容為 80h(振蕩器停止 ) ACALL Send_Byte ；調(diào)用寫入數(shù)據(jù)子程序 RET ；返回調(diào)用本子程序處 (3)單字節(jié)傳送方式 例如：寫入 8 時 (12 小時模式 )，程序設置如下： Write_Singlebyte： MOV Command， 84h ；命令字節(jié)為 84h MOV ByteCnt， 1 ；單字節(jié)傳送模式 MOV R0， XmtDat ；數(shù)據(jù)地址覆給 R0 MOV XmtDat， 88h ；