中文版大赛1302

1

时

间： 2012 年 2 月 5 日 题： DS1302 中文资料整理

地

点：

讲述人： 主

记录人：

中文版大赛1302

2

3.2.1 DS1302 芯片介绍 低功耗时钟芯片DS1302可以对年、月、日、时、分、秒进行计时，且具有闰 年补偿等多种功能。DS1302用于数据记录，特别是对某些具有特殊意义的数据点 的记录上，能实现数据与出现该数据的时间同时记录。这种记录对长时间的连续 测控系统结果的分析以及对异常数据出现的原因的查找有重要意义[8]。 采用 DS1302 作为记录测控系统中的数据记录，其软硬件设计简单，时间记 录准确，既避免了连续记录的大工作量，又避免了定时记录的盲目性，给连续长 时间的测量、控制系统的正常运行及检查都来了很大的方便，可广泛应用于长时 间连续的测控系统中。 在测量控制系统中， 特别是长时间无人职守的测控系统中， 经常需要记录某些具有特殊意义的数据及其出现的时间。 记录及分析这些特殊意 义的数据，对测控系统的性能分析及正常运行具有重要的意义。传统的数据记录 方式是隔时采样或定时采样，没有具体的时间记录，因此只能记录数据而无法准 确记录其出现的时间；若采用单片机计时，一方面需要采用计数器，占用硬件资 源，另一方面需要设置中断、查询等，同样耗费单片机的资源，而且某些测控系 统可能不允许。而在系统中采用 DS1302 则能很好地解决这个问题。 DS1302 的性能特性 ·实时时钟，可对秒、分、时、日、周、月以及带闰年补偿的年进行计数； ·用于高速数据暂存的 31×8 位 RAM; ·最少引脚的串行 I/O; ·2.5~5.5V 电压工作范围； ·2.5V 时耗电小于 300nA; ·用于时钟或 RAM 数据读/写的单字节或多字节(脉冲方式)数据传送方式； ·简单的 3 线接口； ·可选的慢速充电(至 VCC1)的能力。 DS1302 时钟芯片包括实时时钟/日历和 31 字节的静态 RAM。 它经过一个简单 的串行接口与微处理器通信。实时时钟/日历提供秒、分、时、日、周、月和年 等信息。对于小于 31 天的月和月末的日期自动进行调整，还包括闰年校正的功 能。时钟的运行可以采用 24h 或带 AM(上午)/PM(下午)的 12h 格式。采用三 线接口与 CPU 进行同步通信， 并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或 RAM 数据。DS1302 有主电源/后备电源双电源引脚：VCC1 在单电源与电池供电的系 统中提供低电源，并提供低功率的电池备份；VCC2 在双电源系统中提供主电源， 在这种运用方式中，VCC1 连接到备份电源，以便在没有主电源的情况下能保存时 间信息以及数据。DS1302 由 VCC1 或 VCC2 中较大者供电。当 VCC2 大于 VCC1+0.2V 时， VCC2 给 DS1302 供电；当 VCC2 小于 VCC1 时

,DS1302 由 VCC1 供电。

中文版大赛1302

3

(2) DS1302 数据操作原理 DS1302 在任何数据传送时必须先初始化，把 RST 脚置为高电平，然后把 8 位地址和命令字装入移位寄存器，数据在 SCLK 的上升沿被输入。无论是读周期 还是写周期，开始 8 位指定 40 个寄存器中哪个被访问到。在开始 8 个时钟周期， 把命令字节装入移位寄存器之后，另外的时钟周期在读操作时输出数据，在写操 作时写入数据。时钟脉冲的个数在单字节方式下为 8 加 8,在多字节方式下为 8 加字节数，最大可达 248 字节数。U3 1 2 3 4 Vcc2 X1 X2 GND DS1302 Vcc1 SCLK I/O RST 8 7 6 5

图 3-3 DS1302 管脚图

如果在传送过程中置 RST 为低电平，则会终止本次数据传送，并且 I/O 引脚 变为高阻态。上电运行时，在 VCC 大于等于 2.5V 之前，RST 脚必须保持低电平。 只有在 SCLK 为低电平时，才能将 RST 置为高电平。DS1302 的管脚图如图 3-3 所 示，内部结构图如图 3-4 所示，表 3-2 为各引脚的功能。

VCC1 VCC2 GND I/O

电源

电电 控制 控控实时时钟

32.768kHz X1实实实实

X2

振荡器与分频

振振寄命 分分寄器

输入移位寄存

输输输输 器 寄寄寄

DATA BUS

SCLK RST

命令与控制逻

命命命 辑 控控控控

31ⅹ8RAM 31*8 RAM

AD BUS图 3-4 DS1302 内部结构图

中文版大赛1302

4

表 3-2 DS1302 引脚功能表 引脚号 1 2,3 4 5 6 7 8 引脚名称 VCC2 X1,X2 GND 主电源 振荡源，外接 32768HZ 晶振 地线 复位/片选线 串行数据输入/输出端(双向) 串行数据输入端 后备电源 功能

RSTI/O SCLK VCC1

DS1302 的控制字节的最高有效位(位 7)必须是逻辑 1;如果它为逻辑 0, 则不能把数据写入到 DS1302 中。位 6 如果为 0,则表示存取日历时钟数据；为 1 表示存取 RAM 数据。位 5~1(A4~A0)指示操作单元的地址。最低有效位(位 0) 如为 0,表示要进行写操作；为 1 表示进行读操作。控制字节总是从最低位开始 输入/输出。 为了提高对 32 个地址的寻址能力(地址/命令位 1~5=逻辑 1) ,可以把时 钟/日历或 RAM 寄存器规定为多字节(burst)方式。位 6 规定时钟或 RAM,而位 0 规定读或写。在时钟/日历寄存器中的地址 9~31 或 RAM 寄存器中的地址 31 不 能存储数据。在多字节方式中，读或写从地址 0 的位 0 开始。必须按数据传送的 次序写最先的 8 个寄存器。但是，当以多字节方式写 RAM 时，为了传送数据不必 写所有 31 字节。不管是否写了全部 31 字节，所写的每一字节都将传送至 RAM。 数据读写程序如图 3-5 所示。

SCLK RST I/O

≈≈

R/W A0 A1 A2 A3 A4 R/C 1DATA I/O BYTE

≈

≈

0

1

2

3

4

5

6

7

0

1

2

4

5

6

7

DATA I/O BYTE

图 3-5 数据读写程序

中文版大赛1302

5

DS1302 共有 12 个寄存器，其中有 7 个寄存器与日历、时钟相关，存放的

数 据位为 BCD 码形式，其日历、时间寄存器及其控制字见表 3-3 所示，其中奇数为 读操作，偶数为写操作。表 3-3 DS1302 的日历、时钟寄存器及其控制字 寄存器 名 秒寄存器 命令字 写操作 80H 读操作 81H 取值 范围 00-59 7 CH 6 5 10SEC 各位内容 4 3 2 1 0

SEC

分钟寄存器

82H

83H

00-59

0

10MIN

MIN

小时 84H 寄存器 日期 86H 寄存器 月份寄存器 周日寄存器 8AH 年份寄存器 8CH 8DH 8BH 88H 89H 87H 85H

1- 12 或 00-23 01-28,29,

12/ 0 24

10 HR AP HR

0 30,31 01-12 01-07 00-99 0 0

0

10DATE

DATE

0 0

0 0

IOM 0 0

MONTH DAY YEAR

10YEAR

AM-PM/12-24 小时方式： 小时寄存器的位 7 定义为 12 或 24 小时方式选择位。 它为高电平时，选择 12 小时方式。在此方式下，位 5 是 AM/PM 位，此位是高电 平时表示 PM, 低电平表示 AM, 24 小时方式下， 5 为第二个 10 小时位 在 位 (20~ 23h) 。 时钟暂停：秒寄存器的位 7 定义位时钟暂停位。当它为 1 时，DS1302 停止 振荡，进入低功耗的备份方式。通常在对 DS1302 进行写操作时(如进入时钟调 整程序) ,停止振荡。当它为 0 时，时钟将开始启动。 3.2.2 DS1302 的应用 实时时钟芯片 DS1302 采用串行数据传输，可为掉电保护电源提供可编程的 充电功能，也可以关闭充电功能，芯片采用 32768Hz 晶振。要特别说明的是，备 用电源 BT1 可以用电池或超级电容(10 万μF 以上) 。虽然 DS1302 在主电源掉电 后耗电很小，但如果要长时间保证时钟正常，最好选用小型充电电池。如果断电 时间较短(几小时或几天) ,可以用漏电较小的普通电解电容代替(100μF 就可 以保证 1 小时的正常走时)[9]。DS1302 在第一次加电后，需进行初始化操作。初 始化后就可以按正常方法调整时间及闹铃。DS1302 时钟及备用电源充电电路如

中文版大赛1302

6

图 3-6 所示。

U3 +5V 1 2 Y1 32768Hz 3 4 Vcc2 X1 X2 GND

DS1302 BT1 Vcc1 SCLK I/O RST 8 7 6 5 3V P3.2 P3.3 P3.4

图 3-6 DS1302 时钟及备用电源充电电路

中文版大赛1302

中文版大赛1302

8

Note

笔 记