DS1302芯片是如何給我產(chǎn)生時間數(shù)據(jù)的？

1 、 DS1302****的特點

DS1302是DALLAS公司推出的涓流充電時鐘芯片，內(nèi)含一個實時時鐘/日歷和31字節(jié)靜態(tài)RAM，可以通過串行接口與單片機進行通信。實時時鐘/日歷電路提供秒、分、時、日、星期、月、年的信息，每個月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動調(diào)整，時鐘操作可通過AM/PM標志位決定采用24或12小時時間格式。

通俗的說，DS1302是時鐘芯片，那它就有計時的作用。它和我們?nèi)粘＝佑|的電子表差不多，可以對年月日、時分秒、星期計時。我們可以用單片機往DS1302里面寫入時間進行時間設(shè)置，也可以用單片機從DS1302中讀取時間，讀出來的時間數(shù)據(jù)我們顯示出來，這樣我們就可以實現(xiàn)了電子時鐘的功能。

2 、DS1302的封裝

DS1302有兩種封裝，一種是DIP8的雙列直插式，一種是SOP8貼片式。根據(jù)封裝的名字我就知道這芯片有8個引腳，引腳分布如圖1：

3 、DS1302引腳功能

1-VCC2，主電源引腳，，當Vcc2比Vcc1高0.2V以上時，DS1302由VCC2供電，當Vcc2低于Vcc1時，由Vcc1供電。

2、3-X1、X2，這兩個引腳需要接一個32.768K的晶振，給DS1302提供一個基準。特別注意，要求這個晶振的引腳負載電容必須是6pF，而不是要加6pF的電容。如果使用有源晶振的話，接到X1上即可，X2懸空。

4-GND，電源地。

5-CE（注1：有些資料里寫的是RST），DS1302的復位引腳。當讀寫DS1302的時候，這個引腳必須是高電平，低電平表示不讓芯片工作。

6-I/O，DS1302的數(shù)據(jù)輸入輸出口，這個引腳是一個雙向通信引腳，讀寫數(shù)據(jù)都是通過這個引腳完成。

7-SCLK，串行時鐘信號，用來作為通信的時鐘信號。

8-VCC1，備用電源引腳。

DS1302的電路一個重點就是時鐘電路，它所使用的晶振是一個32.768k的晶振，晶振外部也不需要額外添加其他的電容或者電阻電路，只需要晶振的引腳的負載電容為6pF。時鐘的精度，首先取決于晶振的精度以及晶振的引腳負載電容。如果晶振不準或者負載電容過大過小，都會導致時鐘誤差過大。在這一切都搞定后，最終一個考慮因素是晶振的溫漂。隨著溫度的變化，晶振往往精度會發(fā)生變化，因此，在實際的系統(tǒng)中，其中一種方法就是經(jīng)常校對。

4 、寄存器簡介

DS1302的寄存器（讀時81h～8Dh，寫時80h～8Ch）是存放秒、分，小時、日、月、年、周數(shù)據(jù)的，存放的數(shù)據(jù)格式為BCD碼形式。它的內(nèi)部時間寄存器如下表：

上表是DS1302內(nèi)部的7個與時間、日期有關(guān)的寄存器圖和一個寫保護寄存器，我們要做的就是將初始設(shè)置的時間、日期數(shù)據(jù)寫入這幾個寄存器，然后再不斷地讀取這幾個寄存器來獲取實時時間和日期?，F(xiàn)對這幾個寄存器的說明如下：

①、秒寄存器（81h、80h）的位7定義為時鐘暫停標志（CH）。當初始上電時該位置為1，時鐘振蕩器停止，DS1302處于低功耗狀態(tài)；只有將秒寄存器的該位置改寫為0時，時鐘才能開始運行，一般我們在用的時候是在設(shè)置時間完成后吧秒寄存器寫入0，這樣就啟動了芯片的計時功能。

②、小時寄存器（85h、84h）的位7定義為DS1302是運行于12小時模式還是24小時模式。當為1時，選擇12小時模式，為0時選擇24小時模式。在12小時模式時，位5是標志位 ，為0時表示AM，為1時表示PM。在24小時模式時，位5是第二個10小時位。

③、控制寄存器（8Fh、8Eh）的位7是寫保護位（WP），其它7位均置為0。在任何的時候?qū)r鐘和RAM的寫操作之前，WP位必須為0。當WP位為1時，寫保護位防止對任一寄存器的寫操作。也就是說在電路上電的初始態(tài)WP是1，這時是不能改寫上面任何一個時間寄存器的，只有首先將WP改寫為0，才能進行其它寄存器的寫操作。

其余的寄存器沒有什么特殊的說明。對于DS1302芯片還有一個控制字，該控制字控制這芯片的讀寫操作。具體的內(nèi)容如下：

如上表所示，位0就是讀寫位，當位0為1時，就是告訴DS1302，下面是進行讀出操作，而當位0為0時就是寫入操作。

位0－位5是要進行操作的DS1302寄存器地址。

位6就是告訴DS1302，是要對RAM進行操作還是對時間寄存器進行操作，0就是對時間寄存器操作，一般我們都是對時間寄存器進行操作。

位7就是固定的1。

現(xiàn)在就知道為什么控制字80H是寫秒寄存器，而81H是讀秒寄存器了吧。80H換成二進制就是10000000。而81H的二進制就是10000001，一個是寫操作，另一個是讀操作嘛！

現(xiàn)在，我們來總結(jié)下如何對DS1302操作：

1 ）首先要通過8eH將寫保護去掉，這樣我們才能將日期，時間的初值寫時各個寄存器。

2 ）然后就可以對80H、82H、84H、86H、88H、8AH、8CH進行初值的寫入。同時也通過秒寄存器將位7的CH值改成0，這樣DS1302就開始走時運行了。

3 ）將寫保護寄存器再寫為80H，防止誤改寫寄存器的值。

4）不斷讀取80H－8CH的值，將他們轉(zhuǎn)化為十進制后顯示出來就可以啦，之前我們說過，DS1302讀出的數(shù)據(jù)是BCD碼，所以需要轉(zhuǎn)換一下。

5 、讀寫時序

上面說到的寄存器，控制字。最終都是需要單片機控制DS1302的引進寫進或讀出芯片的。那現(xiàn)在就說說這讀寫的時序問題。

物理上，DS1302的通訊接口由3個口線組成，即CE(有些資料寫為RST)，SCLK，I/O。其中CE（RST）從低電平變成高電平啟動一次數(shù)據(jù)傳輸過程，SCLK是時鐘線，I/O是數(shù)據(jù)線。具體的讀寫時序參考下圖，但是請注意，無論是哪種同步通訊類型的串行接口，都是對時鐘信號敏感的，而且一般數(shù)據(jù)寫入有效是在上升沿，讀出有效是在下降沿（DS1302正是如此的，但是在芯片手冊里沒有明確說明），如果不是特別確定，則把程序設(shè)計成這樣：平時SCLK保持低電平，在時鐘變動前設(shè)置數(shù)據(jù)，在時鐘變動后讀取數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)操作總是在SCLK保持為低電平的時候，相鄰的操作之間間隔有一個上升沿和一個下降沿。

DS1302****的數(shù)據(jù)讀寫是通過I/O串行進行的。當進行一次讀寫操作時最少得讀寫兩個字節(jié)，第一個字節(jié)是控制字節(jié)，就是一個命令，告訴DS1302是讀還是寫操作，是對RAM還是對CLOK寄存器操作，以及操作的地址。第二個字節(jié)就是要讀或?qū)懙臄?shù)據(jù)了。

我們先看單字節(jié)寫：在進行操作之前先得將CE（也可說是RST）置高電平，然后單片機將控制字的位0放到I/O上，當I/O的數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，將SCLK置高電平，DS1302檢測到SCLK的上升沿后就將I/O上的數(shù)據(jù)讀取，然后單片機將SCLK置為低電平，再將控制字的位1放到I/O上，如此反復，將一個字節(jié)控制字的8個位傳給DS1302。接下來就是傳一個字節(jié)的數(shù)據(jù)給DS1302，當傳完數(shù)據(jù)后，單片機將CE置為低電平，操作結(jié)束。

單字節(jié)讀操作的一開始寫控制字的過程和上面的單字節(jié)寫操作是一樣，但是單字節(jié)讀操作在寫控制字的最后一個位，SCLK還在高電平時，DS1302就將數(shù)據(jù)放到I/O上，單片機將SCLK置為低電平后數(shù)據(jù)鎖存，單機機就可以讀取I/O上的數(shù)據(jù)。如此反復，將一個字節(jié)的數(shù)據(jù)讀入單片機。讀與寫操作的不同就在于，寫操作是在SCLK低電平時單片機將數(shù)據(jù)放到IO上，當SCLK上升沿時，DS1302讀取。而讀操作是在SCLK高電平時DS1302放數(shù)據(jù)到IO上，將SCLK置為低電平后，單片機就可從IO上讀取數(shù)據(jù)。

在單字節(jié)讀操作時，在寫控制字的最后一個位也就是位7時，DS1302已將它的寄存器數(shù)據(jù)位0放到IO上了，要是控制字的位7是0的話，DS1302就無法將它的隨后的數(shù)據(jù)放到IO上了，所以控制字的7位為固定的1，原因在這里哦。

6 、典型運用電路