【51单片机入门记录】RTC（实时时钟）-DS1302概述

目录

一、基于三线通信的RTC-DS1302

（1）简介

（2）特性

（3）引脚介绍

（4）控制字的格式

（5.0）日历时钟寄存器介绍

（5.1）日历时钟寄存器编写介绍

（5.2）什么是BCD码

（6）小时寄存器（85H和84H）的位7是12/24小时制切换控制位

二、三线通信协议概述

（1）引脚介绍

（2）接口时序的实现

（3）单字节写的时序

（4）单字节读的时序

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一、基于三线通信的RTC-DS1302

（1）简介

DS1302是美国DALLAS公司推出的高性能、低功耗的实时时钟，附加31字节的静态RAM，采用三线接口与MCU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟参数和RAM数据。实时时钟可提供秒、分、时、日、星期、月和年，一个月小于31天时可以自动调整，并具有闰年补偿功能。

（2）特性

• 实时时钟计算秒、分、小时，日期，月，日、周，年与闰年补偿有效期至2100年
• 31x8支持电池的通用RAM
• 2.0V至5.5V都可运行
• 在2.0V时使用小于300nA电流
• 单字节或多字节（突发模式）用于时钟或计算机读-写的数据传输内存数据
• 简单的3线接口

• （3）引脚介绍

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• 引脚	名字	功能
  1	Vcc2	主电源引脚双电源配置。Vcc连接到备用电源，以在没有主电源的情况下保持时间和日期。
  2	X1	晶振引脚
  3	X2	晶振引脚
  4	GND	地
  5	CE	输入。在读或写过程中必须将CE信号变为为高电平。这个引脚有一个内部的40k2（typ）下拉电阻到地。
  6	1/0	输入／推挽式输出。10引脚是3线接口的双向数据引脚。这个引脚有一个内部的40k2（typ）下拉电阻到地。
  7	SCLK	输入。SCLK用于同步串行接口上的数据移动。这个引脚有一个内部的40k2（typ）下拉电阻到地。
  8	Vcc1	单电源和电池供电系统的低功耗操作和低功耗电池备份。

（4）控制字的格式

DS1302将地址和读写控制放到一个字节里面，形成一个控制字，格式如下：

B7：必须为1，若为0，则不能把数据写入到DS1302中

B6：0为表示存取日历时钟数据，1表示存取RAM数据。

B5~B1：表示操作单元地址。

B0：0表示写操作，1表示读操作。

（5.0）日历时钟寄存器介绍

• 时间和日历信息是通过读取适当的寄存器字节获得的。“通过写入适当的寄存器字节来设置或初始化时间和日历。
• 时间和日历寄存器的内容采用二进制编码的十进制(BCD)格式与星期对应的值是用户定义的，必须是连续的(例如，如果1等于星期天，那么2等于星期一，以此类推)。不合逻辑的时间和日期条目会导致未定义的操作。
• 当读取或写入时间和日期寄存器时，用户缓冲区用于防止内部寄存器更新时发生错误。当读取时间和日期寄存器时，用户缓冲区被同步到内部寄存器(CE的上升边缘)每当写入秒寄存器时，就会重置倒计时链
• 第5位是第二个10小时(20-23 小时)位。小时数据必须在 12/24位改变时重新初始化

（5.1）日历时钟寄存器编写介绍

秒寄存器（80H和81H）的位7是时钟暂停标志

        ··CH为1时，时钟振荡停止；CH为0时，时钟开始运行

控制寄存器（8EH和8FH）的位7（WP）是写保护位

        ··WP为0时，可以对任何的时钟和RAM寄存器进行写操作

        ··WP为1时，禁止对任意寄存器进行写操作

（5.2）什么是BCD码

用一位十六进制数表示十进制的0-9数字。例如，十六进制数0x13的值为19，但BCD码表示的是整数13。

举例：秒如何表示。

秒钟的个位放在81h的低四位，秒钟的十位放在4、5、6位。即假设我们要表示10秒，1就需要存在4、5、6位中，而0需要存在低四位中。

同理，日期的个位放在低四位，日期的十位放在4、5位表示。

同理，星期只用了0、1、2三位来表示。

同理，年份信息的低四位是个位，高四位是十位。

（6）小时寄存器（85H和84H）的位7是12/24小时制切换控制位

        ··该位为1时，代表12小时制，位5是上下午标识位：1为下午，0为上午。

        ··该位为0时，代表24小时制。比赛时一般为24小时制度，如果考到12小时制，可以进行投机取巧（bushi），将给的时间减去12。

        ··小时数据必须在12/24小时制进行切换时必须重新进行初始化

（7）时钟\日期突发模式

二、三线通信协议概述

（1）引脚介绍

引脚 名字 功能 5 CE 输入。在读或写过程中必须将CE信号变为为高电平。这个引脚内部的40k2（typ）下拉电阻到地。 6 1/0 输入／推挽式输出。I0引脚是3线接口的双向数据引脚。这个引脚有一个内部的40k2（typ）下拉电阻到地。 7 SCLK 输入。SCLK用于同步串行接口上的数据移动。这个引脚有一个内部的40k2（typ）下拉电阻到地。

CE管脚：

驱动CE为高，则启动所有数据传输。如果CE输入低，所有的数据传输终止，I／O引脚进入高阻抗状态。CE输入有两个功能：CE打开控制逻辑，允许访问地址／命令序列的移位寄存器。E信号可以终止单字节或多字节数据传输。

I/O管脚：也称SDA引脚，数据传输管脚

SCLK管脚：时钟管脚；时钟周期是由上升沿和下降沿组成的序列。

（2）接口时序的实现

DS1302的基本操作实际上只有两个：其一是设定时间参数，其二是读取实时时间。不管是那个操作，MCU都要通过三线接口进行数据交互。无论是写入还是读出，控制字总是从最低位开始输出。

（3）单字节写的时序

• 在CE引脚被设置为高电平的第一个时钟周期的上升沿开始，控制字节／数据被写入DS1302。
• 在控制字指令输入后的下一个SCLK时钟信号的上升沿，数据被写入DS1302，数据的输入从最低位开始。

（4）单字节读的时序

• 在CE引脚被设置为高电平的第一个时钟周期的上升沿开始，控制字节开始被写入DS1302。
• 在控制字指令输入后的下一个SCLK时钟信号的下降沿，数据从DS1302读出，数据的读出也是从最低位到最高位。