DS1302時鐘芯片的原理與應用(共11頁)

1、DS1302 時鐘芯片的原理與應用1 寫保護寄存器操作當寫保護寄存器的最高位為0 時,允許數(shù)據(jù)寫入寄存器,寫保護寄存器可以通過命令字節(jié)8E 8F 來規(guī)定禁止寫入/讀出。寫保護位不能在多字節(jié)傳送模式下寫入Write_Enable:MOV Command,#8Eh ;命令字節(jié)為8EMOV ByteCnt,#1 ;單字節(jié)傳送模式MOV R0,#XmtDat 數(shù)據(jù)地址覆給R0MOV XmtDat,#00h 數(shù)據(jù)內(nèi)容為0 寫入允許ACALL Send_Byte 調(diào)用寫入數(shù)據(jù)子程序RET 返回調(diào)用本子程序處當寫保護寄存器的最高位為1 時禁止數(shù)據(jù)寫入寄存器Write_Disable:MOV Command,

2、#8Eh ;命令字節(jié)為8EMOV ByteCnt,#1 ;單字節(jié)傳送模式MOV R0,#XmtDat 數(shù)據(jù)地址覆給R0MOV XmtDat,#80h 數(shù)據(jù)內(nèi)容為80h 禁止寫入ACALL Send_Byte 調(diào)用寫入數(shù)據(jù)子程序RET 返回調(diào)用本子程序處以上程序調(diào)用了基本數(shù)據(jù)發(fā)送(Send_Byte)模塊及一些內(nèi)存單元定義, 其源程序清單在附錄中給出下面的程序亦使用了這個模塊2 時鐘停止位操作當把秒寄存器的第7 位時鐘停止位設置為0 時起動時鐘開始Osc_Enable:MOV Command,#80h ; 命令字節(jié)為80MOV ByteCnt,#1 ; 單字節(jié)傳送模式MOV R0,#XmtDat

3、 數(shù)據(jù)地址覆給R0MOV XmtDat,#00h 數(shù)據(jù)內(nèi)容為0 振蕩器工作允許ACALL Send_Byte 調(diào)用寫入數(shù)據(jù)子程序RET 返回調(diào)用本子程序處當把秒寄存器的第7 位時鐘停止位設置為1 時，時鐘振蕩器停止DS1320 進入低功耗方式Osc_Disable:MOV Command,#80h ;命令字節(jié)為80MOV ByteCnt,#1 ;單字節(jié)傳送模式MOV R0,#XmtDat 數(shù)據(jù)地址覆給R0MOV XmtDat,#80h 數(shù)據(jù)內(nèi)容為80h 振蕩器停止ACALL Send_Byte 調(diào)用寫入數(shù)據(jù)子程序RET 返回調(diào)用本子程序處3. 多字節(jié)傳送方式當命令字節(jié)為BE 或BF 時DS13

4、02 工作在多字節(jié)傳送模式，8個時鐘/日歷寄存器從寄存器0 地址開始連續(xù)讀寫從0 位開始的數(shù)據(jù)，當命令字節(jié)為FE 或FF 時DS1302 工作在多字節(jié)RAM 傳送模式31 個RAM 寄存器從0 地址開始連續(xù)讀寫從0 位開始的數(shù)據(jù)例如寫入00 年6 月21 日星期三13 時59 分59 秒程序設置如下Write_Multiplebyte:MOV Command,#0BEh ;命令字節(jié)為BEhMOV ByteCnt,#8 ;多字節(jié)寫入模式此模塊為8 個MOV R0,#XmtDat 數(shù)據(jù)地址覆給R0MOV XmtDat,#59h 秒單元內(nèi)容為59hMOV XmtDat+1,#59h 分單元內(nèi)容為59

5、hMOV XmtDat+2,#13h 時單元內(nèi)容為13hMOV XmtDat+3,#21h 日期單元內(nèi)容為21hMOV XmtDat+4,#06h 月單元內(nèi)容為06hMOV XmtDat+5,#03h 星期單元內(nèi)容為03hMOV XmtDat+6,#0 年單元內(nèi)容為00hMOV XmtDat+7,#0 寫保護單元內(nèi)容為00hACALL Send_Byte 調(diào)用寫入數(shù)據(jù)子程序RET 返回調(diào)用本子程序處讀出寄存器0-7 的內(nèi)容程序設置如下Read_Multiplebyte:MOV Command,#0BFh ;命令字節(jié)為BFhMOV ByteCnt,#8 ;多字節(jié)讀出模式此模塊為8 個MOV R1

6、,#RcvDat 數(shù)據(jù)地址覆給R1ACALL Receive_Byte 調(diào)用讀出數(shù)據(jù)子程序RET 返回調(diào)用本子程序處以上程序調(diào)用了基本數(shù)據(jù)接收(Receive_Byte)模塊及一些內(nèi)存單元定義, 其源程序清單在附錄中給出下面的程序亦使用了這個模塊4. 單字節(jié)傳送方式例如寫入8 時12 小時模式程序設置如下Write_Singlebyte:MOV Command,#84h ; 命令字節(jié)為84hMOV ByteCnt,#1 ; 單字節(jié)傳送模式MOV R0,#XmtDat 數(shù)據(jù)地址覆給R0MOV XmtDat,#88h 數(shù)據(jù)內(nèi)容為88hACALL Send_Byte 調(diào)用寫入數(shù)據(jù)子程序RET 返回調(diào)

7、用本子程序處上面所列出的程序模塊Write_Enable Write_Disable Osc_Enable Osc_Disable與單字節(jié)寫入模塊Write_Singlebyte 的程序架構完全相同，僅只是幾個入口參數(shù)不同本文是為了強調(diào)功能使用的不同才將其分為不同模塊另外,與涓流充電相關的設定也是單字節(jié)操作方式,這里就不再單獨列出,用戶在使用中可靈活簡略下面模塊舉例說明如何單字節(jié)讀出小時單元的內(nèi)容.Read_Singlebyte:MOV Command,#85h ; 命令字節(jié)為85hMOV ByteCnt,#1 ; 單字節(jié)傳送模式MOV R1,#RcvDat 數(shù)據(jù)地址覆給R1ACALL Rec

8、eive_Byte 調(diào)用讀出數(shù)據(jù)子程序RET 返回調(diào)用本子程序處 DS1302 應用電路原理圖P87LPC764 單片機選取內(nèi)部振蕩及內(nèi)部復位電路附錄數(shù)據(jù)發(fā)送與接收模塊源程序清單; CPU 工作頻率最大不超過20MHz;*; P87LPC762/4 主控器發(fā)送接受數(shù)據(jù)程序; 說明本程序是利用Philips 公司的P87LPC764 單片機任何具有51 內(nèi)核或其它合適的單片機都可在此作為主控器的普通I/O 口(如P1.2/P1.3/P1.4)實現(xiàn)總線的功能對總線上的器件本程序采用DS1302進行讀寫操作命令字節(jié)在Command 傳送字節(jié)數(shù)在ByteCnt 中所發(fā)送的數(shù)據(jù)在XmtDat 中所接收的

9、數(shù)據(jù)在RcvDat 中;*;P87LPC762/4 主控器總線發(fā)送接受數(shù)據(jù)程序頭文件;內(nèi)存數(shù)據(jù)定義BitCnt data 30h ; 數(shù)據(jù)位計數(shù)器ByteCnt data 31h ; 數(shù)據(jù)字節(jié)計數(shù)器Command data 32h ; 命令字節(jié)地址RcvDat DATA 40H ; 接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)XmtDat DATA 50H ; 發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū);端口位定義IO_DATA bit P1.3 ; 數(shù)據(jù)傳送總線SCLK bit P1.4 ; 時鐘控制總線RST bit P1.2 ; 復位總線;*;發(fā)送數(shù)據(jù)程序;名稱:Send_Byte;描述:發(fā)送ByteCnt 個字節(jié)給被控器DS1302;命令字節(jié)

10、地址在Command 中;所發(fā)送數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)在ByteCnt 中發(fā)送的數(shù)據(jù)在XmtDat 緩沖區(qū)中;*Send_Byte:CLR RST 復位引腳為低電平所有數(shù)據(jù)傳送終止NOPCLR SCLK 清時鐘總線NOPSETB RST 復位引腳為高電平邏輯控制有效NOPMOV A,Command 準備發(fā)送命令字節(jié)MOV BitCnt,#08h 傳送位數(shù)為8S_Byte0:RRC A 將最低位傳送給進位位CMOV IO_DATA,C 位傳送至數(shù)據(jù)總線NOPSETB SCLK 時鐘上升沿發(fā)送數(shù)據(jù)有效NOPCLR SCLK 清時鐘總線DJNZ BitCnt,S_Byte0 位傳送未完畢則繼續(xù)NOPS_Byt

11、e1： 準備發(fā)送數(shù)據(jù)MOV A,R0 傳送數(shù)據(jù)過程與傳送命令相同MOV BitCnt,#08hS_Byte2：RRC AMOV IO_DATA,CNOPSETB SCLKNOPCLR SCLKDJNZ BitCnt,S_Byte2INC R0 發(fā)送數(shù)據(jù)的內(nèi)存地址加1DJNZ ByteCnt,S_Byte1 字節(jié)傳送未完畢則繼續(xù)NOPCLR RST 邏輯操作完畢清RSTRET;*;接收數(shù)據(jù)程序;名稱:Receive_Byte;描述:從被控器DS1302 接收ByteCnt 個字節(jié)數(shù)據(jù);命令字節(jié)地址在Command 中;所接收數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)在ByteCnt 中接收的數(shù)據(jù)在RcvDat 緩沖區(qū)中;*R

12、eceive_Byte:CLR RST ;復位引腳為低電平所有數(shù)據(jù)傳送終止NOPCLR SCLK 清時鐘總線NOPSETB RST ;復位引腳為高電平邏輯控制有效MOV A,Command 準備發(fā)送命令字節(jié)MOV BitCnt,#08h 傳送位數(shù)為8R_Byte0:RRC A 將最低位傳送給進位位CMOV IO_DATA,C 位傳送至數(shù)據(jù)總線NOPSETB SCLK 時鐘上升沿發(fā)送數(shù)據(jù)有效NOPCLR SCLK 清時鐘總線DJNZ BitCnt,R_Byte0 位傳送未完畢則繼續(xù)NOPR_Byte1: 準備接收數(shù)據(jù)CLR A 清類加器CLR C 清進位位CMOV BitCnt,#08h 接收位

13、數(shù)為8R_Byte2:NOPMOV C,IO_DATA 數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)傳送給CRRC A 從最低位接收數(shù)據(jù)SETB SCLK 時鐘總線置高NOPCLR SCLK 時鐘下降沿接收數(shù)據(jù)有效DJNZ BitCnt,R_Byte2 位接收未完畢則繼續(xù)MOV R1,A 接收到的完整數(shù)據(jù)字節(jié)放入接收內(nèi)存緩沖區(qū)INC R1 接收數(shù)據(jù)的內(nèi)存地址加1DJNZ ByteCnt,R_Byte1 字節(jié)接收未完畢則繼續(xù)NOPCLR RST 邏輯操作完畢清RSTRETEND實時時鐘電路DS1302的原理及應用2009-04-15 20:06摘 要：介紹美國DALLAS公司推出的具有涓細電流充電能力的低功耗實時時鐘電路D

14、S1302的結構、工作原理及其在實時顯示時間中的應用。它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，且具有閏年補償?shù)榷喾N功能。給出DS1302在讀寫中的C51程序及流程圖，以及在調(diào)試過程中的注意事項。 關鍵詞：時鐘電路；實時時鐘；單片機；應用 1 引言 現(xiàn)在流行的串行時鐘電路很多，如DS1302、 DS1307、PCF8485等。這些電路的接口簡單、價格低廉、使用方便，被廣泛地采用。本文介紹的實時時鐘電路DS1302是DALLAS公司的一種具有涓細電流充電能力的電路，主要特點是采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護電源提供可編程的充電功能，并且可以關閉充電功能。采用普通32.768kHz晶振。 2 D

15、S1302的結構及工作原理 DS1302 是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為2.5V5.5V。采用三線接口與CPU進行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個318的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升級產(chǎn)品，與DS1202兼容，但增加了主電源/后背電源雙電源引腳，同時提供了對后背電源進行涓細電流充電的能力。 2.1 引腳功能及結構 圖1示出DS1302的引腳排列,其中Vcc1為后備電源，VCC2為主電源。在

16、主電源關閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運行。DS1302由Vcc1或Vcc2兩者中的較大者供電。當Vcc2大于Vcc10.2V時，Vcc2給DS1302供電。當Vcc2小于Vcc1時，DS1302由Vcc1供電。X1和X2是振蕩源，外接32.768kHz晶振。RST是復位/片選線，通過把RST輸入驅(qū)動置高電平來啟動所有的數(shù)據(jù)傳送。RST輸入有兩種功能：首先，RST接通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當RST為高電平時，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對DS1302進行操作。如果在傳送過程中RST置為低電平，則會終止此次數(shù)據(jù)傳送，I/O引

17、腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運行時，在Vcc2.5V之前，RST必須保持低電平。只有在SCLK為低電平時，才能將RST置為高電平。I/O為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端(雙向)，后面有詳細說明。SCLK始終是輸入端。 2.2 DS1302的控制字節(jié) DS1302 的控制字如圖2所示?？刂谱止?jié)的最高有效位(位7)必須是邏輯1，如果它為0，則不能把數(shù)據(jù)寫入DS1302中，位6如果為0，則表示存取日歷時鐘數(shù)據(jù)，為1表示存取RAM數(shù)據(jù);位5至位1指示操作單元的地址;最低有效位(位0)如為0表示要進行寫操作，為1表示進行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開始輸出。 2.3 數(shù)據(jù)輸入輸出(I/O) 在控制指令字輸入后的下一個SCLK

18、時鐘的上升沿時，數(shù)據(jù)被寫入DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位0開始。同樣，在緊跟8位的控制指令字后的下一個SCLK脈沖的下降沿讀出DS1302的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時從低位0位到高位7。 2.4 DS1302的寄存器 DS1302有12個寄存器，其中有7個寄存器與日歷、時鐘相關，存放的數(shù)據(jù)位為BCD碼形式,其日歷、時間寄存器及其控制字見表1。 此外，DS1302 還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時鐘突發(fā)寄存器及與RAM相關的寄存器等。時鐘突發(fā)寄存器可一次性順序讀寫除充電寄存器外的所有寄存器內(nèi)容。 DS1302與RAM相關的寄存器分為兩類：一類是單個RAM單元，共31個，每個單元組態(tài)為一個8位的

19、字節(jié)，其命令控制字為C0HFDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；另一類為突發(fā)方式下的RAM寄存器，此方式下可一次性讀寫所有的RAM的31個字節(jié)，命令控制字為FEH(寫)、FFH(讀)。 3 DS1302實時顯示時間的軟硬件 DS1302與CPU的連接需要三條線，即SCLK(7)、I/O(6)、RST(5)。圖3示出DS1302與89C2051的連接圖，其中，時鐘的顯示用LCD。 3.1 DS1302與CPU的連接 實際上，在調(diào)試程序時可以不加電容器，只加一個32.768kHz 的晶振即可。只是選擇晶振時，不同的晶振，誤差也較大。另外，還可以在上面的電路中加入DS18B20，同時顯示實時溫度。

20、只要占用CPU一個口線即可。 LCD還可以換成LED，還可以使用北京衛(wèi)信杰科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的10位多功能8段液晶顯示模塊LCM101，內(nèi)含看門狗(WDT)/時鐘發(fā)生器及兩種頻率的蜂鳴器驅(qū)動電路，并有內(nèi)置顯示RAM，可顯示任意字段筆劃，具有34線串行接口，可與任何單片機、IC接口。功耗低，顯示狀態(tài)時電流為2A (典型值)，省電模式時小于1A，工作電壓為2.4V3.3V，顯示清晰。 3.2 DS1302實時時間流程 圖4示出DS1302的實時時間流程。根據(jù)此流程框圖，不難采集實時時間。下面結合流程圖對DS1302的基本操作進行編程： 根據(jù)本人在調(diào)試中遇到的問題，特作如下說明： DS1302 與微處理器進行數(shù)據(jù)交換時，首先由微處理器向電路發(fā)送命令字節(jié)，命令字節(jié)最高位MSB(D7)必須為邏輯1，如果D7=0，則禁止寫DS1302，即寫保護；D6=0，指定時鐘數(shù)據(jù)，D6=1，指定RAM數(shù)據(jù)；D5D1指定輸入或輸出的特定寄存器；最低位LSB(D0)為邏輯0，指定寫操作(輸入)， D0=1，指定讀操作(輸出)。 在DS1302的時鐘日歷或RAM進行數(shù)據(jù)傳送時，DS1302必須首先