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單片機(jī)常用芯片總結(jié)（二）——DS1302時(shí)鐘芯片-創(chuàng)新互聯(lián)

目錄
    • 一、芯片介紹
    • 二、芯片引腳定義
    • 三、寄存器定義
    • 四、命令字
    • 五、時(shí)序圖與數(shù)據(jù)讀寫(xiě)
      • 5.1 單字節(jié)寫(xiě)步驟（Write）
      • 5.2 單字節(jié)讀步驟（Read）
    • 六、BCD碼
      • 6.1 問(wèn)題描述
      • 6.2 問(wèn)題原因
      • 6.3 解決方案

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DS1302是由美國(guó)DALLAS公司推出的具有涓細(xì)電流充電能力的低功耗實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。它可以對(duì)年、月、日、周、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，且具有閏年補(bǔ)償?shù)榷喾N功能。
RTC(Real Time Clock)：實(shí)時(shí)時(shí)鐘，是一種集成電路，通常稱為時(shí)鐘芯片。

在這里插入圖片描述

二、芯片引腳定義

DS1302電路圖如下：
在這里插入圖片描述
其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如下：
在這里插入圖片描述

引腳名作用
VCC2主電源
VCC1備用電池
GND電源接地
X1,X232.768kHz晶振
CE芯片使能
IO數(shù)據(jù)輸入/輸出
SCLK串行時(shí)鐘
三、寄存器定義

相關(guān)寄存器如下：
在這里插入圖片描述
其中，第一行的CH表示時(shí)鐘暫?？刂莆唬?表示時(shí)鐘暫停，置0表示時(shí)鐘靜止；倒數(shù)第二行的WP表示write protect（寫(xiě)保護(hù)），置1表示寫(xiě)入操作無(wú)效；最后一行的TCS用于控制涓流充電，一般不進(jìn)行設(shè)置，其他部分放在第四章進(jìn)行介紹。

四、命令字

命令字如下：
在這里插入圖片描述

  • 第0位表示讀還是寫(xiě)（置1表示讀，置0表示寫(xiě)）；
  • 第1-5位表示地址（秒地址為0，分鐘地址為10，…）；
  • 第6位表示操作RAM還是時(shí)鐘CK（置1表示操作RAM，置0表示操作CK）；
  • 第7位：固定為1；

舉個(gè)例子，對(duì)時(shí)鐘操作、秒地址操作、讀：
10000001（0x81）
對(duì)時(shí)鐘操作、秒地址操作、寫(xiě)：
10000000（0x80）
這與上方第三章寄存器中的讀地址和寫(xiě)地址是對(duì)應(yīng)的。

五、時(shí)序圖與數(shù)據(jù)讀寫(xiě)

時(shí)序圖：
在這里插入圖片描述
三個(gè)引腳：CE（使能端）、SCLK（時(shí)鐘）和I/O（數(shù)據(jù)）。

規(guī)定：在時(shí)鐘的上升沿，I/O口的數(shù)據(jù)將會(huì)被寫(xiě)入，在時(shí)鐘的下降沿，時(shí)鐘芯片的數(shù)據(jù)將會(huì)被讀出。

5.1 單字節(jié)寫(xiě)步驟（Write）

Step1：將CE置1；
Step2：命令字（I/O）發(fā)兩個(gè)字節(jié)：第一個(gè)字節(jié)是命令字（先發(fā)最低位R/W），第二個(gè)字節(jié)是數(shù)據(jù)；【一位一位依次發(fā)送】
Step3：SCLK給上升沿，將命令字最低位寫(xiě)入單片機(jī)；
Step4：將SCLK置回0；
Step5：SCLK給上升沿，將命令字次低位寫(xiě)入單片機(jī)；
Step6：將SCLK置回0；
…（依次循環(huán)8次）
Step7：SCLK給上升沿，將數(shù)據(jù)最低位寫(xiě)入單片機(jī)；
Step8：將SCLK置回0；
Step9：SCLK給上升沿，將數(shù)據(jù)次低位寫(xiě)入單片機(jī)；
Step10：將SCLK置回0；
…（依次循環(huán)8次）
Step11：將CE置0；
（每個(gè)上升沿寫(xiě)入數(shù)據(jù)）

代碼示例：

//單字節(jié)寫(xiě),Command為命令字(地址)，Data為要寫(xiě)入的數(shù)據(jù)
void DS1302_WriteByte(unsigned char Command,Data){unsigned char i;
	DS1302_CE=1;
	for(i=0;i<8;i++){DS1302_IO=Command&(0x01<DS1302_IO=Data&(0x01<
5.2 單字節(jié)讀步驟（Read）

Step1：將CE置1；
Step2：命令字（I/O）發(fā)兩個(gè)字節(jié)：第一個(gè)字節(jié)是命令字（先發(fā)最低位R/W），第二個(gè)字節(jié)是數(shù)據(jù)；【一位一位依次發(fā)送】
Step3：SCLK給上升沿，將命令字最低位寫(xiě)入單片機(jī)；
Step4：將SCLK置回0；
Step5：SCLK給上升沿，將命令字次低位寫(xiě)入單片機(jī)；
Step6：將SCLK置回0；
…（依次循環(huán)8次）
Step7：SCLK給下降沿，將數(shù)據(jù)最低位讀出；
Step8：將SCLK置回0；
Step9：SCLK給下降沿，將數(shù)據(jù)次低位讀出；
Step10：將SCLK置回0；
…（依次循環(huán)8次）
Step11：將CE置0；
Step12：將I/O置0；
（每個(gè)下降沿讀出數(shù)據(jù)）

【注意】：需要注意的是，從上述時(shí)序圖中可以看出，單字節(jié)寫(xiě)（Write）有16個(gè)脈沖，而單字節(jié)讀（Read）只有15個(gè)脈沖，因?yàn)楫?dāng)最后一個(gè)命令字的上升沿之后的下降沿?cái)?shù)據(jù)馬上就讀出來(lái)了，如下圖所示。
在這里插入圖片描述
因此這里編寫(xiě)代碼時(shí)需要調(diào)整順序，對(duì)DS1302_SCLK先給0再給1，正好進(jìn)行切分：
在這里插入圖片描述

代碼示例：

//DS1302讀一個(gè)字節(jié)，Command為命令字(地址)，Data為讀出的數(shù)據(jù)
unsigned char DS1302_ReadByte(unsigned char Command){unsigned char i,Data=0x00;
	DS1302_CE=1;
	for(i=0;i<8;i++){DS1302_IO=Command&(0x01<DS1302_SCLK=1;
		DS1302_SCLK=0;
		if(DS1302_IO){Data=Data|(0x01<
六、BCD碼 6.1 問(wèn)題描述

Question：在利用DS1302進(jìn)行操作時(shí)，假設(shè)我們對(duì)秒（0x80）寫(xiě)入初始值1（Data=0x01），每隔一秒它會(huì)進(jìn)行+1，但是當(dāng)它加到9之后，馬上變成16了，這是什么原因呢？
（1——>2——>…——>8——>9——>16——>17——>…）

這里要引入BCD碼的概念。
DS1302寄存器數(shù)據(jù)不是以二進(jìn)制進(jìn)行存儲(chǔ)的，而是以BCD碼進(jìn)行存儲(chǔ)的。
BCD碼（Binary Coded Decimal?），用4位二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示1位十進(jìn)制數(shù)。

例：0001 0011表示13，1000 0101表示85，0001 1010不合法（因?yàn)?010無(wú)法表示十進(jìn)制數(shù)）

在十六進(jìn)制中的體現(xiàn)：0x13表示13，0x85表示85，0x1A不合法

6.2 問(wèn)題原因

現(xiàn)象的原因：在BCD碼中，0000 1001表示數(shù)字9，而0001 0000表示數(shù)字10，而0001 0000轉(zhuǎn)為十進(jìn)制數(shù)字為16，因此才會(huì)在這里造成突變。

再回過(guò)頭來(lái)看一下寄存器，0-3位存的是秒，4-6位存的是10秒。
在這里插入圖片描述

6.3 解決方案

DS1302寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)需要將十進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為BCD碼的形式，讀數(shù)據(jù)時(shí)需要將BCD碼轉(zhuǎn)為十進(jìn)制數(shù)據(jù)形式。
BCD碼轉(zhuǎn)十進(jìn)制：DEC=BCD/16*10+BCD%16; （2位BCD）
十進(jìn)制轉(zhuǎn)BCD碼：BCD=DEC/10*16+DEC%10; （2位BCD）

解釋?zhuān)築CD/16表示將數(shù)據(jù)的高四位取出（作為十位），BCD%16表示將低四位取出（作為個(gè)位）。

參考：以上相關(guān)圖片和資源均參考自DS1302時(shí)鐘芯片的數(shù)據(jù)手冊(cè)，關(guān)于中英文相關(guān)數(shù)據(jù)手冊(cè)可以參考資源：https://download.csdn.net/download/didi_ya/85170337

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