51单片机 —— DS1302简要记录

DS1302是DALLAS公司推出的一款具有涓流充电功能的实时时钟芯片，带有存储容量为31字节的RAM，可对秒、分、时、日、月、年进行计时，能对日期进行自动调整（包括闰年的校正），可通过配置AM/PM来选择使用24小时制还是12小时制，通过串行通信的方式与MCU进行数据交换。

DS1302引脚定义

• VCC2：主电源引脚
• X1&X2：连接一个32.768K的晶振，为DS1302提供一个时钟基准
• GND：接地
• RST'：复位/片选引脚，也相当于使能引脚，读写DS1302时，该引脚必须为高电平
• I/O：双向通信引脚，DS1302通过该引脚进行数据的读写
• SCLK：时钟信号输入引脚
• VCC1：备用电源引脚

DS1302命令字

• bit7：最高有效位，必须为1，才能将数据写入DS1302
• bit6：若为0，表示存取日历时钟数据；若为1，表示存取RAM数据
• bit5~bit1：对将要进行操作的寄存器的地址
• bit0：读写选择位；若为0，表示进行写操作；若为1，表示进行读操作

DS1302读写时序

读时序

写时序

DS1302数据地址和传输格式

如图所示，时钟日历被写入7个寄存器，数值以BCD码的形式被存储于这7个寄存器中。

• 寄存器1：秒寄存器；最高位CH为时钟停止标志位，该位为0表示时钟持续运行，该位为1表示时钟停止运行；剩下的7位中，高3位为秒的十位，低4位为秒的个位
• 寄存器2：分寄存器；最高位无意义；剩下的7位中，高3位为分的十位，低4位为分的个位
• 寄存器3：时寄存器；bit7为1表示12小时制，为0则表示24小时制；bit6固定为0；bit5在12小时制下若为0则表示AM，若为1则表示PM，在24小时制下和bit4一起表示时的十位；低4位则表示时的个位
• 寄存器4：日寄存器；高2位固定为0；bit5和bit4表示日的十位；低4位表示日的个位
• 寄存器5：月寄存器；高3位固定为0；bit4表示月的十位；低4位表示月的个位
• 寄存器6：星期寄存器；高5位固定为0；低3位表示星期
• 寄存器7：年寄存器；高4位表示年的十位；低4位表示年的个位；范围为从2000年到2099年
• 寄存器8：写保护寄存器；最高位WP为保护位，若该位为1，则禁止向DS1302的RAM或其他寄存器写入数据
• 寄存器9：涓流充电功能所用到的寄存器

举个栗子

从2021年5月11日0时0分0秒开始计时并在LCD1602上显示。

#include<reg52.h>
#include<intrins.h>

sbit RST=P2^4;
sbit CLK=P2^1;
sbit IO=P2^0;
sbit RS=P1^0;
sbit RW=P1^1;
sbit E=P2^5;
sbit DU=P2^6;

unsigned char num[]={"0123456789"};		//LCD1602显示的数字字符

void X()		//关闭数码管
{
	DU=1;
	P0=0x00;
	DU=0;
}

void Delay()
{
	_nop_();
}

void Write_Bit_DS1302(unsigned char DAT)		//向DS1302写入一字节的数据
{
	unsigned char i;
	CLK=0;
	Delay();
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		IO=DAT&0x01;		//低位在前，高位在后
		Delay();
		CLK=1;		//时钟信号上升沿，写入数据
		Delay();
		CLK=0;		//重新拉低CLK，形成脉冲
		DAT>>=1;		//将DAT的各数据位右移1位，准备写入下一数据位
	}
}

void Write_DS1302(unsigned char CMD,unsigned char DAT)		//向DS1302写入命令和数据
{
	RST=0;		//禁止数据传输
	CLK=0;		//在写入数据前确保CLK置低电平
	RST=1;		//开始数据传输
	Delay();
	Write_Bit_DS1302(CMD);		//写入命令
	Write_Bit_DS1302(DAT);		//写入数据
	CLK=1;
	RST=0;
}

unsigned char Read_Bit_DS1302()		//从DS1302读出一字节的数据
{
	unsigned char i,DAT;
	Delay();
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		DAT>>=1;
		if(IO==1)
		{
			DAT|=0x80;
		}
		CLK=1;
		Delay();
		CLK=0;		//时钟信号下降沿，读出数据
		Delay();
	}
	return DAT;
}

unsigned char Read_DS1302(unsigned char CMD)		//向DS1302写入命令后再从DS1302读出数据
{
	unsigned char DAT;
	RST=0;
	CLK=0;
	RST=1;
	Write_Bit_DS1302(CMD);		//写入命令
	DAT=Read_Bit_DS1302();		//读出数据
	CLK=1;
	RST=0;
	return DAT;
}

void Init_DS1302()		//DS1302初始化
{
	unsigned char X;
	X=Read_DS1302(0x81);
	if(X&0x80)		//判断DS1302是否处于运行状态
	{
		Write_DS1302(0x8e,0x00);		//允许将数据写入DS1302的寄存器
		Write_DS1302(0x80,((00/10)<<4|(00%10)));		//写入“秒”的初始值，需要将LCD1602显示的数字的ASCII值转换成BCD码
		Write_DS1302(0x82,((00/10)<<4|(00%10)));		//写入“分”的初始值
		Write_DS1302(0x84,((00/10)<<4|(00%10)));		//写入“时”的初始值
		Write_DS1302(0x86,((11/10)<<4|(11%10)));		//写入“日”的初始值
		Write_DS1302(0x88,((5/10)<<4|(5%10)));		//写入“月”的初始值
		Write_DS1302(0x8c,((21/10)<<4|(21%10)));		//写入“年”的初始值
		Write_DS1302(0x8e,0x80);		//禁止将数据写入DS1302的寄存器
	}
}

void Delay5ms()
{
	unsigned char i,j;
	_nop_();
	i=9;
	j=244;
	do
	{
		while(--j);
	}
	while(--i);
}

int ReadBusy()		//LCD1602“读忙”操作
{
	int temp;
	RS=0;
	RW=1;
	_nop_();
	P0=0xff;
	_nop_();
	E=1;
	_nop_();
	temp=P0;
	_nop_();
	E=0;
	return(temp&0x80);
}

void Write_Com(char com)		//LCD1602“写命令”操作
{
	while(ReadBusy());
	RS=0;
	RW=0;
	E=0;
	_nop_();
	P0=com;
	_nop_();
	E=1;
	Delay5ms();
	E=0;
	Delay5ms();
}

void Write_Dat(char dat)		//LCD1602“写数据”操作
{
	while(ReadBusy());
	RS=1;
	RW=0;
	E=0;
	_nop_();
	P0=dat;
	_nop_();
	E=1;
	Delay5ms();
	E=0;
	Delay5ms();
}

void LCD1602_Init()		//LCD1602初始化
{
	Delay5ms();		//延时15ms，首次写入LCD1602时应给LCD1602一段较长的响应时间
	Delay5ms();
	Delay5ms();
	Write_Com(0x38);		//显示模式设置：16*2显示、5*7点阵，连续写入3次，确保LCD1602初始化成功
	Delay5ms();
	Write_Com(0x38);
	Delay5ms();
	Write_Com(0x38);
	Delay5ms();
	Write_Com(0x0c);		//显示模式设置：开显示、光标不显示、光标不闪烁
	Delay5ms();
	Write_Com(0x06);		//显示模式设置：光标右移，字符不右移
	Delay5ms();
	Write_Com(0x01);		//清除屏幕
	Delay5ms();
}

void Display_Second(unsigned char x)		//LCD1602显示“秒”的数值
{
	unsigned char i,j;
	i=x/10;		//取数值的十位
	j=x%10;		//取数值的个位
	Write_Com(0x80+0x49);		//写入在LCD1602上显示的位置
	Write_Dat(num[i]);
	Write_Dat(num[j]);
	Delay5ms();
}

void Display_Minute(unsigned char x)		//LCD1602显示“分”的数值
{
	unsigned char i,j;
	i=x/10;
	j=x%10;
	Write_Com(0x80+0x46);
	Write_Dat(num[i]);
	Write_Dat(num[j]);
	Delay5ms();
}

void Display_Hour(unsigned char x)		//LCD1602显示“时”的数值
{
	unsigned char i,j;
	i=x/10;
	j=x%10;
	Write_Com(0x80+0x43);
	Write_Dat(num[i]);
	Write_Dat(num[j]);
	Delay5ms();
}

void Display_Day(unsigned char x)		//LCD1602显示“日”的数值
{
	unsigned char i,j;
	i=x/10;
	j=x%10;
	Write_Com(0x80+0x0c);
	Write_Dat(num[i]);
	Write_Dat(num[j]);
	Delay5ms();
}

void Display_Month(unsigned char x)		//LCD1602显示“月”的数值
{
	unsigned char i,j;
	i=x/10;
	j=x%10;
	Write_Com(0x80+0x09);
	Write_Dat(num[i]);
	Write_Dat(num[j]);
	Delay5ms();
}

void Display_Year(unsigned char x)		//LCD1602显示“年”的数值
{
	unsigned char i,j;
	i=x/10;
	j=x%10;
	Write_Com(0x80+0x06);
	Write_Dat(num[i]);
	Write_Dat(num[j]);
	Delay5ms();
}

void main()
{
	unsigned char second,minute,hour,day,month,year;
	unsigned char temp;		//暂存从DS1302读出的数据
	X();
	LCD1602_Init();
	Write_Com(0x80+0x01);
	Write_Dat('D');
	Write_Dat('A');
	Write_Dat('T');
	Write_Dat('E');
	Write_Dat(':');
	Delay5ms();
	Write_Com(0x80+0x08);
	Write_Dat('-');
	Delay5ms();
	Write_Com(0x80+0x0b);
	Write_Dat('-');
	Delay5ms();
	Write_Com(0x80+0x45);
	Write_Dat(':');
	Delay5ms();
	Write_Com(0x80+0x48);
	Write_Dat(':');
	Delay5ms();
	Init_DS1302();
	
	while(1)
	{
		temp=Read_DS1302(0x81);
		second=((temp&0x70)>>4)*10+(temp&0x0f);		//将“秒”的BCD码转换成对应的ASCII值
		Display_Second(second);
		temp=Read_DS1302(0x83);
		minute=((temp&0x70)>>4)*10+(temp&0x0f);		//将“分”的BCD码转换成对应的ASCII值
		Display_Minute(minute);
		temp=Read_DS1302(0x85);
		hour=((temp&0x70)>>4)*10+(temp&0x0f);		//将“时”的BCD码转换成对应的ASCII值
		Display_Hour(hour);
		temp=Read_DS1302(0x87);
		day=((temp&0x70)>>4)*10+(temp&0x0f);		//将“日”的BCD码转换成对应的ASCII值
		Display_Day(day);
		temp=Read_DS1302(0x89);
		month=((temp&0x70)>>4)*10+(temp&0x0f);		//将“月”的BCD码转换成对应的ASCII值
		Display_Month(month);
		temp=Read_DS1302(0x8d);
		year=((temp&0x70)>>4)*10+(temp&0x0f);		//将“年”的BCD码转换成对应的ASCII值
		Display_Year(year);
	}
}

---

参考资料：

DS1302中文资料

关于实时时钟模块DS1302使用心得

时钟芯片DS1302的原理及使用

DS1302的使用方式 及 51单片机连接DS1302的驱动程序

实时时钟DS1302详细介绍