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时钟芯片DS1302及其应用

时钟芯片DS1302及其应用. 内容提要. DS1302 简介 DS1302 引脚 DS1302 功能 DS1302 存储器 DS1302 时序图 DS1302 初始化 DS1302 示例. DS1302 简介. � 时钟计数功能，可以对秒、分钟、小时、月、星期、年的计数。年计数可达到 2100 年。 � 有 31*8 位的额外数据暂存寄存器 � 最少 I/O 引脚传输，通过三引脚控制 � 工作电压： 2.0-5.5V � 工作电流小于 320 纳安（ 2.0V ）

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时钟芯片DS1302及其应用

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  1. 时钟芯片DS1302及其应用

  2. 内容提要 • DS1302简介 • DS1302引脚 • DS1302功能 • DS1302存储器 • DS1302时序图 • DS1302初始化 • DS1302示例

  3. DS1302简介 �时钟计数功能，可以对秒、分钟、小时、月、星期、年的计数。年计数可达到2100 年。 � 有31*8 位的额外数据暂存寄存器 � 最少I/O 引脚传输，通过三引脚控制 � 工作电压：2.0-5.5V � 工作电流小于320 纳安（2.0V） � 读写时钟寄存器或内部RAM（31*8 位的额外数据暂存寄存）可以采用单字节模式和突发模式 � 8-pin DIP封装或8-pin SOICs � 兼容TTL（5.0V） � 可选的工业级别，工作温度-40 – 85 摄氏度

  4. DS1302简介 � 兼容DS1202， 较DS1202 增加的功能： 1. 可通过Vcc1 进行涓流充电 2. 双重电源补给 3. 备用电源可采用电池或者超级电容(0.1F以上)，可以用老式电脑主板上的3.6V 充电电池。如果断电时间较短(几小时或几天)时，就可以用漏电较小的普通电解电容器代替。100 μF 就可以保证1小时的正常走时。DS1302 在第一次加电后，必须进行初始化操作。初始化后就可以按正常方法调整时间。

  5. DS1302引脚

  6. DS1302引脚 • 晶体振荡器的选择：一个32.768KHz的晶振可以直接接在DS1302的2、3管脚之间，可以设定规定载荷电容位6pf。 • 电源控制：Vcc1可提供单电源控制也可以用来作为备用电源，Vcc2为主电源。在主电源关闭的情况下，也可以保持时钟的连续运行。DS1302由Vcc1或Vcc2两者中的较大者供电。当Vcc2大于Vcc1+0.2V时，Vcc2给DS1302供电；当Vcc2小与Vcc1时，DS1302由Vcc1供电。

  7. DS1302功能 • DS1302包括时钟/日历寄存器和31字节（8 位）的数据暂存寄存器，数据通信仅通过一条串行输入输出口。实时时钟/日历提供包括秒、分、时、日期、月份、年份和星期几的信息。闰年可自行调整，可选择12小时制和24小时制，可以设置AM、PM。 • 只通过三根线（SPI总线）进行数据的控制和传递：RST、I/O、SCLK

  8. SPI总线 • （serial peripheral interface）串行外围设备接口SPI总线技术是Motorola公司推出的一种同步串行接口。SPI用于CPU与各种外围器件进行全双工、同步串行通讯。它只需四条线就可以完成MCU与各种外围器件的通讯，这四条线是：串行时钟线（CSK）、主机输入/从机输出数据线（MISO）、主机输出/从机输入数据线（MOSI）、低电平有效从机选择线CS。

  9. 内部存储空间 • DS1302的所有功能都是通过对其内部地址进行操作实现的。其内部存储空间分为2部分：80H~91H为功能控制单元，C0H~FDH为普通存储单元；所有单元地址中最低位为0表示将对其进行写数据操作，最低位为1表示将对其进行读数据操作。 • 普通存储单元是提供给用户的存储空间，而特殊存储单元存放DS1302的时间相关的数据，用户不能用来存放自己的数据。

  10. 内部存储空间 注意： 1、秒寄存器的CH位：置1，时钟停振，进入低功耗态；置0，时钟工作。 2、小时寄存器的D7位：置1，12小时制（D5置1表示上午，置0表示下午）； 置0，24小时制（此时D5、D4组成小时的十位）。

  11. 注意： 1、WP：写保护位：置为1时，写保护；置为0时，未写保护。 2、TCS：1010时慢充电；DS为01，选一个二极管，为10，选2个二极管；11或00，禁止充电。 3、RS：与二极管串联电阻选择。00，不充电；01，2KΩ电阻；10，4KΩ电阻；11，8KΩ电阻。

  12. 内部存储空间 注意： 1、TCS：1010时慢充电；其他时禁止充电。 2、DS为01，选一个二极管；为10，选2个二极管；11或00，禁止充电。 3、RS：与二极管串联电阻选择。00，不充电；01，2KΩ电阻；10，4KΩ电阻；11，8KΩ电阻。

  13. 特殊存储空间 • 在突发模式下，通过连续的脉冲一次性读写完8个字节的时钟/日历寄存器（8个寄存器要全部读写完：时、分、秒、日、月、年、星期、写保护寄存器，充电寄存器在突发模式下不能操作）

  14. 普通存储空间 • 在突发模式下，通过连续的脉冲一次性读写完1-31个字节的RAM数据（可按实际情况读写一定数量的字节，可以不必一次全部读写完）

  15. 存储空间

  16. 单字节读操作 片选端CE必须为高电平，才能对芯片进行操作

  17. 单字节写操作 • CE必须在高电平时，才能对DS1302读/写操作 • 低位在前，高位在后，一个SCLK周期传递一位 • 上升沿输入，下降沿输出 • 先写地址（RW=0，允许写数据的单元地址），然后写数据 • 先写地址（RW=1，允许读数据的单元地址），然后读数据

  18. DS1302时序图 R/W：1——可以读；0——可以写 R/C：1——普通存储器；0——特殊寄存器

  19. 地址（命令）字节格式 R/W：1——可以读；0——可以写 R/C：1——普通存储器；0——特殊寄存器 不管是单字节的读写还是突发模式的读写，首先传递的是地址（命令）字节，然后才是数据字节，每个时钟周期上升或下降沿发送1位，低位在前，高位在后。

  20. R/W：1——可以读；0——可以写 R/C：1——普通存储器；0——特殊寄存器

  21. R/W：1——可以读；0——可以写 R/C：1——普通存储器；0——特殊寄存器

  22. R/W：1——可以读；0——可以写 R/C：1——普通存储器；0——特殊寄存器

  23. DS1302初始化 一般程序设计流程： 1、注意对DS1302的读写操作必须在RST为1时才允许操作； 2、确认对DS1302是读操作还是写操作：写操作时必须关闭写保护寄存器的写保护位（0x00）；读操作时跟此寄存器无关； 3、确认是否需要对备用电池充电操作； 4、确定采用单字节操作还是突发模式操作；（SPI串口通信：RST、SCLK、I/O） 单字节读写操作： 写操作：先写地址（RW=0，允许写数据的单元地址），然后写数据 读操作：先写地址（RW=1，允许读数据的单元地址），然后读数据 突发模式读写操作： 时间/日历特殊寄存器必须一次读写8个寄存器 RAM普通寄存器可一次读写1—31个寄存器 写操作：先写地址（0xBE（特殊）/0xFE（普通）），然后写多个数据（8个（特殊）/1—31（普通）） 读操作：先写地址（0xBF（特殊）/0xFF（普通）），然后读多个数据（8个（特殊）/1—31（普通）） 5、读写操作完毕（写操作完成后必须打开写保护寄存器的写保护位（0x80））。

  24. DS1302示例 • 所有的数据传输必须在RST为高电平时进行（如果在传输过程中RST置低电平，则会终止此次数据传送，IO引脚变为高阻态） • 上电运行时，RST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。 • 写操作前，关闭写保护；写操作完成后，要打开写保护 • DS1302的仿真模型在Microprocessor ICs里面 • 充电电池BATTERY在Miscellaneous里面，但是没有仿真模型

  25. DS1302示例 • 在每个SCLK上升沿时数据被输入，下降沿时数据被输出，一次只能读写一位；通过8个脉冲便可读取一个字节从而实现串行输入输出

  26. 注意： 1、WP：写保护位：置为1时，写保护；置为0时，未写保护。 2、TCS：1010时慢充电；DS为01，选一个二极管，为10，选2个二极管；11或00，禁止充电。 3、RS：与二极管串联电阻选择。00，不充电；01，2KΩ电阻；10，4KΩ电阻；11，8KΩ电阻。

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