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51单片机分析进修系统之 DS1302时钟使用篇 《电子制造》2008年10月 站长原创,如需引用请说明出处

    大师好,经由以前的进修,咱们曾经对51单片机分析进修系统的使用方式及进修编制有所领会与熟悉,学会了使用AD模数转换的根底学问,体味到了分析进修系统的易用性与易学性,这一期咱们将一路进修DS1302时钟的基来历根底理与使用实例。

    先看一下咱们将要使用的51单片机分析进修系统能完成哪些测验考试与产物斥地工作:别离有流水灯,数码管显示,液晶显示,按键开关,蜂鸣器吹打,继电器节制,IIC总线,SPI总线,PS/2测验考试,AD模数转换,光耦测验考试,串口通信,红外线遥控,无线遥控,温度传感,步进电机节制等等。主体系统如图1所示,其配套书本教程《单片机快速入门》如图2所示。

pcb
图1 51单片机分析进修系统主机部门图片

book

图2 51单片机分析进修系统配套书本教程——《单片机快速入门》

    上图是咱们将要使用的51单片机分析进修系统硬件平台,如图1所示,本期测验考试咱们用到了分析系统主机、板载的DS1302时钟芯片,分析系统其它功能模块道理与使用详见前几期《电子制造》杂志及后期连载教程引见。

    在良多单片机系统中都要求带有及不时钟电路,如最常见的数字钟、钟控设备、数据记实仪表,这些仪表往往需要采集带时标的数据,同时一般它们也会有一些需要保留起来的次要数据,有了这些数据,便于用户后期对数据进行察看、阐发。本末节就引见市道上常见的时钟芯片DS1302的使用。DS1302是美国DALLAS公司推出的一款高机能、低功耗、带内部RAM的及不时钟芯片(RTC),也便是一种能够大概为单片机系统供给日期和时间的芯片。经由本末节的进修,咱们将会把RTC相关的一些技术粗略引见一下,然后引见DS1302与单片机之间的软硬件使用。

DS1302时钟芯片简介

    DS1302是DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片,内含一个及不时钟/日历和31字节静态RAM,能够经由串行接口与单片机进行通信。及不时钟/日历电路供给秒、分、时、日、礼拜、月、年的消息,每个月的天数和闰年的天数可主动调整,时钟操作可经由AM/PM标记位决定采用24或12小不时间格局。DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行的编制进行通信,仅需三根I/O线:复位(RST)、I/O数据线、串行时钟(SCLK)。时钟/RAM的读/写数据以一字节或多达31字节的字符组编制通信。DS1302工作时功耗很低,保持数据和时钟消息时,功耗小于1mW。

DS1302的内部布局

DS1302的外部引脚功能申明如图3所示:

ds1302

图3 DS1302封装图

X1,X2

32.768kHz晶振引脚

GND

RST

复位

I/O

数据输入/输出

SCLK

串行时钟

VCC1

电池引脚

VCC2

主电源引脚

    DS1302的内部布局如图4所示,次要构成部门为:移位寄放器、节制逻辑、振荡器、及不时钟以及RAM。虽然数据分成两种,可是对单片机的法式而言,其实是一样的,便是对特定的地址进行读写操作。

ds1302

图4 DS1302的内部布局图

    DS1302含充电电路,能够对作为后备电源的可充电电池充电,并可选择充电使能和串入的二极管数目,以调理电池充电电压。不外对咱们今朝而言,最需要熟悉的是和时钟相关部门的功能,对于其它参数请参阅数据手册。

DS1302工作道理

    DS1302工作时为了对任何数据传送进行初始化,需要将复位脚(RST)置为高电平且将8位地址和号令消息装入移位寄放器。数据在时钟(SCLK)的上升沿串行输入,前8位指定拜候地址,号令字装入移位寄放器后,在之后的时钟周期,读操作时输出数据,写操作时输出数据。时钟脉冲的个数在单字节编制下为8+8(8位地址+8位数据),在多字节编制下为8加最多可达248的数据。

DS1302的寄放器和节制号令

    对DS1302的操作便是对其内部寄放器的操作,DS1302内部共有12个寄放器,此中有7个寄放器与日历、时钟相关,存放的数据位为BCD码形式。此外,DS1302又一次丰年份寄放器、节制寄放器、充电寄放器、时钟突发寄放器及与RAM相关的寄放器等。时钟突发寄放器可一次性挨次读写除充电寄放器以外的寄放器。日历、时间寄放器及节制字如表1所示:

寄放器名称

7

6

5

4

3

2

1

0

1

RAM/CK

A4

A3

A2

A1

A0

RD/W

秒寄放器

1

0

0

0

0

0

0

分寄放器

1

0

0

0

0

0

1

小时寄放器

1

0

0

0

0

1

0

日寄放器

1

0

0

0

0

1

1

月寄放器

1

0

0

0

1

0

0

礼拜寄放器

1

0

0

0

1

0

1

年寄放器

1

0

0

0

1

1

0

写庇护寄放器

1

0

0

0

1

1

1

慢充电寄放器

1

0

0

1

0

0

0

时钟突发寄放器

1

0

1

1

1

1

1

表1:日历、时钟寄放器与节制字对照表

较后一位RD/W为“0”时暗示进行写操作,为“1”时暗示读操作。

DS1302内部寄放器列表如表2所示:

寄放器名称

号令字

取值范畴

各位内容

7

6

5

4

3

2

1

0

秒寄放器

80H

81H

00-59

CH

10SEC

SEC

分寄放器

82H

83H

00-59

0

10MIN

MIN

小时寄放器

84H

85H

01-12或00-23

12/24

0

A

HR

HR

日期寄放器

86H

87H

01-28,29,30,31

0

0

10DATE

DATE

月份寄放器

88H

89H

01-12

0

0

0

10M

MONTH

周寄放器

8AH

8BH

01-07

0

0

0

0

0

DAY

年份寄放器

8CH

8DH

00-99

10YEAR

YEAR

表2:DS14302内部次要寄放器分布表

    DS1302内部的RAM分为两类,一类是单个RAM单元,共31个,每个单元为一个8位的字节,其号令节制字为COH~FDH,此中奇数为读操作,偶数为写操作;再一类为突发编制下的RAM,此编制下可一次性读写所有的RAM的31个字节,号令节制字为FEH(写)、FFH(读)。

    咱们此刻曾经晓患了节制寄放器和RAM的逻辑地址,接着就需要晓得若何经由外部接口来拜候这些本钱。单片机是经由简单的同步串行通信与DS1302通信的,每次通信都必需由单片机倡议,无论是读仍是写操作,单片机都必需先向DS1302写入一个号令帧,这个帧的格局如表1所示,较高位BIT7固定为1,BIT6决定操作是针对RAM仍是时钟寄放器,接着的5个BIT是RAM或时钟寄放器在DS1302的内部地址,较后一个BIT暗示此次操作是读操作抑或是写操作。

    物理上,DS1302的通信接口由3个口线构成,即RST,SCLK,I/O。此中RST从低电平变成高电平启动一次数据传输过程,SCLK是时钟线,I/O是数据线。具体的读写时序参考图5,可是请留意,无论是哪种同步通信类型的串行接口,都是对时钟信号敏感的,并且一般数据写入无效是在上升沿,读出无效是鄙人降沿(DS1302恰是如斯的,可是在芯片手册里没有大白申明),若是不是出格确定,则把法式设想成多么:日常普通SCLK保持低电平,在时钟变动前设置数据,在时钟变动后读取数据,即数据操作老是在SCLK保持为低电平的时候,相邻的操作之间间隔有一个上升沿和一个下降沿。

sch

图5 DS1302的号令字布局

DS1302的软硬件设想实例

本例将完成对DS1302的读写操作,将时钟数据在LED数码管上显示出来。调试时将功能选择开关调到DS1302的情况上。

run

pcb

图6 DS1302测验考试演示图

硬件道理图

sch

图10-46 硬件道理图

法式流程图

software

图10-47 软件流程图

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