代码收藏家技术教程 2023-01-08

原理设计《实现实时时钟功能：基于51单片机DS1302的原理设计》

一、DS1302介绍

DS1302是由美国DALLAS公司推出的具有涓细电流充电能力的低功耗实时时钟芯片。它可以对年、月、日、周、时、分、秒进行计时，且具有闰年补偿等多种功能。
RTC(Real Time Clock):实时时钟，是-种集成电路，通常称为时钟芯片。

二、引脚定义与应用电路

该电路中没有接备用电池，因此掉电再上电之后是初始化设置的时间。

三、操作寄存器的定义及时序定义

根据时序图来写代码

①首先对DS1302进行引脚定义及初始化设置

//引脚定义
sbit DS1302_SCLK=P3^6;
sbit DS1302_IO=P3^4;
sbit DS1302_CE=P3^5;

/**
  * @brief  DS1302初始化
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void DS1302_Init(void)
{
	DS1302_CE=0;
	DS1302_SCLK=0;
}

②向DS1302芯片中写入一个字节，从时序图可知，需要CE使能，SCLK来一个上升沿就往芯片里写入一个数据，从低位开始写

/**
  * @brief  DS1302写一个字节
  * @param  Command 命令字/地址
  * @param  Data 要写入的数据
  * @retval 无
  */
void DS1302_WriteByte(unsigned char Command,Data)
{
	  unsigned char i=0;
	  DS1302_CE=1;//打开使能
	  for(i=0;i<8;i++)
	  {
		DS1302_IO=Command&(0x01<<i);//把Command中的数据从低位，一位一位的取出来给到IO口
		DS1302_SCLK=1;
	    DS1302_SCLK=0;
	  }
	  for(i=0;i<8;i++)
	  {
		DS1302_IO=Data&(0x01<<i);//把Data中的数据从低位，一位一位的取出来给到IO口
	    DS1302_SCLK=1;
	    DS1302_SCLK=0;
	  }
	  DS1302_CE=0;//关闭使能
//		DS1302_IO=Command&0x01;//把Command的第0位取出来
//		DS1302_SCLK=1;  //这里不需要加延时，因为单片机的运行周期是1us，而参考手册DS1302这里是 
                          纳秒级别的
//		DS1302_SCLK=0;  //来一个上升沿，把Command的第0位写进去
//	
//		DS1302_IO=Command&0x02;
//		DS1302_SCLK=1;
//	    DS1302_SCLK=0;
//	  .......
}

一个字节的数据输入IO口，先取高位

for(i=0;i<8;i++)
{
    SER=Byte&(0x80>>i);
    SCK=1;
    SCK=0;
}

一个字节的数据输入IO口，先取低位

for(i=0;i<8;i++)
{
    SER=Byte&(0x01<<i);
    SCK=1;
    SCK=0;
}

③从DS1302中读出一个字节的数据，根据时序图，需要向IO口写入一个地址数据，然后才可以从IO口中得到该地址的数据

/**
  * @brief  DS1302读一个字节
  * @param  Command 命令字/地址
  * @retval 读出的数据
  */
unsigned char DS1302_ReadByte(unsigned char Command)
{
		unsigned char i=0,Data=0x00;
	    DS1302_CE=1;
		Command|=0x01; //直接把写的地址当作读的地址再给该地址最后一位置1变成读的地址，
					   //上边就少定义一个地址，而且读和写共用一个地址
		for(i=0;i<8;i++)
	    {
			DS1302_IO=Command&(0x01<<i);//把Command中的数据从低位，一位一位的取出来给到IO口
			DS1302_SCLK=0;
	        DS1302_SCLK=1;
		}
		for(i=0;i<8;i++)
		{
		  DS1302_SCLK=1;
		  DS1302_SCLK=0;
		  if(DS1302_IO){Data|=(0x01<<i);}
		}
		DS1302_CE=0;
		DS1302_IO=0;//读取后将IO设置为0，否则读出的数据会出错
		return Data;

//		DS1302_SCLK=0;
//		DS1302_SCLK=1;
//		if(DS1302_IO){Data|=0x01;}   //这是读出来的最低位的数据，给到一个变量的最低位
//		
//		DS1302_SCLK=0;
//		DS1302_SCLK=1;
//		if(DS1302_IO){Data|=0x02;}
//		
//		DS1302_SCLK=0;
//		DS1302_SCLK=1;
//		if(DS1302_IO){Data|=0x04;}
//		.......
}

④写一个设置DS1302时间的子函数，设置时间之前必须先关闭DS1302的芯片写保护，设置完成之后再打开芯片的写保护

//秒分时日月天年的写地址定义，寄存器写入地址/指令定义
#define DS1302_SECOND  0x80
#define DS1302_MINUTE  0x82
#define DS1302_HOUR    0x84
#define DS1302_DATE    0x86
#define DS1302_MONTH   0x88
#define DS1302_DAY     0x8A
#define DS1302_YEAR    0x8C
#define DS1302_WP      0x8E

//时间数组，索引0~6分别为年、月、日、时、分、秒、星期
unsigned char DS1302_Time[]={19,11,16,12,59,55,6};

/**
  * @brief  DS1302设置时间，调用之后，DS1302_Time数组的数字会被设置到DS1302中
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void DS1302_SetTime(void)
{
	DS1302_WriteByte(DS1302_WP,0x00);//解除芯片写保护
	DS1302_WriteByte(DS1302_YEAR,DS1302_Time[0]/10*16+DS1302_Time[0]%10);
	DS1302_WriteByte(DS1302_MONTH,DS1302_Time[1]/10*16+DS1302_Time[1]%10);
	DS1302_WriteByte(DS1302_DATE,DS1302_Time[2]/10*16+DS1302_Time[2]%10);
	DS1302_WriteByte(DS1302_HOUR,DS1302_Time[3]/10*16+DS1302_Time[3]%10);
	DS1302_WriteByte(DS1302_MINUTE,DS1302_Time[4]/10*16+DS1302_Time[4]%10);
	DS1302_WriteByte(DS1302_SECOND,DS1302_Time[5]/10*16+DS1302_Time[5]%10);
	DS1302_WriteByte(DS1302_DAY,DS1302_Time[6]/10*16+DS1302_Time[6]%10);
	DS1302_WriteByte(DS1302_WP,0x80);//打开芯片写保护

}

⑤读取DS1302中的时间

/**
  * @brief  DS1302读取时间，调用之后，DS1302中的数据会被读取到DS1302_Time数组中
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void DS1302_ReadTime(void)
{
	unsigned char Temp;
	Temp=	DS1302_ReadByte(DS1302_YEAR);
	DS1302_Time[0]=Temp/16*10+Temp%16;//从芯片中读出的是BCD码，所以要把BCD码转为十进制
	Temp=	DS1302_ReadByte(DS1302_MONTH);
	DS1302_Time[1]=Temp/16*10+Temp%16;
	Temp=	DS1302_ReadByte(DS1302_DATE);
	DS1302_Time[2]=Temp/16*10+Temp%16;
	Temp=	DS1302_ReadByte(DS1302_HOUR);
	DS1302_Time[3]=Temp/16*10+Temp%16;
	Temp=	DS1302_ReadByte(DS1302_MINUTE);
	DS1302_Time[4]=Temp/16*10+Temp%16;
	Temp=	DS1302_ReadByte(DS1302_SECOND);
	DS1302_Time[5]=Temp/16*10+Temp%16;
	Temp=	DS1302_ReadByte(DS1302_DAY);
	DS1302_Time[6]=Temp/16*10+Temp%16;
}

⑥因为DS1302中的数据是以BCD码进行存储的，所以不管在设置时间或者读取时间都需要对数据进行BCD码与十进制的转换，因为我们习惯用十进制看时间。

⑦主函数

#include <REGX52.H>
#include "LCD1602.h"
#include "DS1302.h"
#include "Delay.h"


void main()
{
	
	LCD_Init();
	DS1302_Init();
	LCD_ShowString(1,1,"  -  -  ");//静态字符初始化显示
	LCD_ShowString(2,1,"  :  :  ");
	
	DS1302_SetTime();//设置时间
	while(1)
	{
		  unsigned char i=0,j=0;
          DS1302_ReadTime();//读取时间
	      LCD_ShowNum(1,1,DS1302_Time[0],2);//显示年
		  LCD_ShowNum(1,4,DS1302_Time[1],2);//显示月
		  LCD_ShowNum(1,7,DS1302_Time[2],2);//显示日
          LCD_ShowNum(2,1,DS1302_Time[3],2);//显示时
		  LCD_ShowNum(2,4,DS1302_Time[4],2);//显示分
		  LCD_ShowNum(2,7,DS1302_Time[5],2);//显示秒
	}
}