树莓派基础实验32：DS1302实时时钟模块实验

  现在有很多流行的串行时钟芯片，如DS1302，DS1307，PCF8485等，由于简单的接口，低成本和易用性，他们被广泛应用于电话、传真、便携式仪器等产品领域。在本实验中，我们将使用DS1302实时时钟（RTC）模块获取当前日期和时间。

  DS1302可以用于数据记录，特别是对某些具有特殊意义的数据点的记录，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，及对异常数据出现的原因的查找具有重要意义。

  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。但是，如果在系统中采用时钟芯片DS1302，则能很好地解决这个问题。

★Raspberry Pi 3主板早判*1

★树莓派电源*1

★40P软排线*1

★DS1302实时时钟模块*1

★面包板*1

★跳线若干

  DS1302是DALLAS(达拉斯)公司出的一款涓流充电时钟芯片，2001年DALLAS被MAXIM(美信)收购。

  DS1302实时时钟芯片广泛应用于电话、传真、便携式仪器等产品领域，他的主要性能指标如下：

  1、DS1302是一个实时时钟芯片，可以提供秒、分、小时、日期、月、年等信息，并且还有软年自动调整的能力，可以通过配置AM/PM来决定采用24小时格式还是12小时格式。

  2、拥有31字节数据存储RAM。

  3、串行I/O通信方式，相对并行来说比较节省IO口的使用。

  4、DS1302的工作电压比较宽，大概是2.0V~5.5V都可以正常工作。

  5、DS1302这种时钟芯片功耗一般都很低，它在工作电压2.0V的时候，工作电流小于300nA。

  6、DS1302共有8个引脚，有两种封装形式，一种是DIP-8封装，芯片宽度(不含引脚)是300mil，一种是SOP-8封装，有两 种宽度，一种是150mil，一种是208mil。我们看一下DS1302的引脚封装图：

  7、当供电电压是5V的时候，兼容标准的TTL电平标准，这里的意思是，可以完美的和单片机进行通信。

   8、由于DS1302是DS1202的升级版本，所以所有的功能都兼容DS1202。此外DS1302有两个电源输入，一个是主电源， 另外一个是备用电源，比如可以用电池或者大电容，这样是为了保证系统掉电滚胡的情况下，我们的时钟还会继续走。如果使用的是充电电池，还可以在正常工作时，设置充电功能，给我们的备用电池进行充电。

  DS1302的特点第二条“拥有31字节数据存大睁拦储RAM”，这是DS1302额外存在的资源。这31字节的RAM相当于一个存储器一样，我们编写单片机程序的时候，可以把我们想存储的数据存储在DS1302里边，需要的时候读出来，这块功能和EEPROM有点类似，相当于一个掉电丢失数据的“EEPROM”，如果我们的时钟电路加上备用电池，那么这31个字节的RAM就可以替代EEPROM的功能了。

  DS1302一共有8个引脚，下边要根据引脚分布图和典型电路图来介绍一下每个引脚的功能：

  DS1302的电路一个重点就是时钟电路，它所使用的晶振是一个32.768k的晶振，晶振外部也不需要额外添加其他的电容或者电阻电路了。时钟的精度，首先取决于晶振的精度以及晶振的引脚负载电容。如果晶振不准或者负载电容过大过小，都会导致时钟误差过大。在这一切都搞定后，最终一个考虑因素是晶振的温漂。随着温度的变化，晶振往往精度会发生变化，因此，在实际的系统中，其中一种方法就是经常校对。比如我们所用的电脑的时钟，通常我们会设置一个选项“将计算机设置于internet时间同步”。选中这个选项后，一般可以过一段时间，我们的计算机就会和internet时间校准同步一次。

  对DS1302的 *** 作就是对其内部寄存器的 *** 作，DS1302内部共有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。此外，DS1302还有年份寄存器、控制寄存器、充电寄存器、时钟突发寄存器及与RAM相关的寄存器等。时钟突发寄存器可一次性顺序读/写除充电寄存器以外的寄存器。

  DS1302的一条指令一个字节8位，其中第7位(即最高位)是固定1，这一位如果是0的话，那写进去是无效的。第6位是选择RAM还是CLOCK的，这里主要讲CLOCK时钟的使用，它的RAM功能我们不用，所以如果选择CLOCK功能，第6位是0，如果要用RAM，那第6位就是1。从第5到第1位，决定了寄存器的5位地址，而第0位是读写位，如果要写，这一位就是0，如果要读，这一位就是1。

  DS1302时钟的寄存器，其中8个和时钟有关的，5位地址分别是00000一直到00111这8个地址，还有一个寄存器的地址是01000，这是涓流充电所用的寄存器，我们这里不讲。在DS1302的数据手册里的地址，直接把第7位、第6位和第0位值给出来了，所以指令就成了80H、81H那些了，最低位是1，那么表示读，最低位是0表示写。

  寄存器一：最高位CH是一个时钟停止标志位。如果我们的时钟电路有备用电源部分，上电后，我们要先检测一下这一位，如果这一位是0，那说明我们的时钟在系统掉电后，由于备用电源的供给，时钟是持续正常运行的；如果这一位是1，那么说明我们的时钟在系统掉电后，时钟部分不工作了。若我们的Vcc1悬空或者是电池没电了，当我们下次重新上电时，读取这一位，那这一位就是1，我们可以通过这一位判断时钟在单片机系统掉电后是否持续运行。剩下的7位高3位是秒的十位，低4位是秒的个位，这里注意再提一次，DS1302内部是BCD码，而秒的十位最大是5，所以3个二进制位就够了。

  寄存器二：bit7没意义，剩下的7位高3位是分钟的十位，低4位是分钟的个位。

  寄存器三：bit7是1的话代表是12小时制，是0的话代表是24小时制，bit6固定是0，bit5在12小时制下0代表的是上午，1代表的是下午，在24小时制下和bit4一起代表了小时的十位，低4位代表的是小时的个位。

  寄存器四：高2位固定是0，bit5和bit4是日期的十位，低4位是日期的个位。

  寄存器五：高3位固定是0，bit4是月的十位，低4位是月的个位。

  寄存器六：高5位固定是0，低3位代表了星期。

  寄存器七：高4位代表了年的十位，低4位代表了年的个位。这里特别注意，这里的00到99年指的是2000年到2099年。

  寄存器八：bit7是一个保护位，如果这一位是1，那么是禁止给任何其他的寄存器或者那31个字节的RAM写数据的。因此在写数据之前，这一位必须先写成0。

   物理上，DS1302的通信接口由3个口线组成，即RST，SCLK，I/O。其中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。这个DS1302的通信线定义和SPI很像，事实上，DS1302的通信是SPI的变异种类，它用了SPI的通信时序，但是通信的时候没有完全按照SPI的规则来，下面我们介绍DS1302的变异SPI通信方式。

  请注意数据是对时钟信号敏感的，而且一般数据是在下降沿写入，上升沿读出。平时SCLK保持低电平，当需要写命令或者写数据时，在时钟输出变为高电平之前先输出数据；当需要读数据时，在时钟输出变为高电平之前采样读取数据。

   第1步： 连接电路。

   第2步： DS1302的Python程序比较复杂，我们先编写一个模块ds1302.py，在里面创建一个类DS1302()，在里面编写读取时钟信息等方法。

   第3步： 编写实际控制程序，导入上面的模块ds1302。运行本文件，不断循环读取并打印时钟信息。

  实验结果示例：

问题一：单片机开发板上的硬件怎么使用 首先，你需要仔细看开发板的原理图。你需要把单片机插到开发板的芯片座上，芯片座的引脚会和PCB板连接，PCB板上的走线会将芯片座的引脚连接到具体硬件上。开发板上的硬件设备都是通过开发板的PCB走线连接好的，你只需要在原理图上寻找具体硬件连接到单片机的管脚关系。

目测你的开发板是51开发板，可能用的是STC单片机。你需要准备类似Keil这样的开发工具，C和汇编都可以编程的。具体怎么编程，建议你去图书馆借阅书籍：新概念51单片机C语言教程（教你怎么用C编程）、单片机原理与实践指导（教你怎么用汇编编程）、C Programming Language（经典，教你C语言的）

另外你的这个开发板完全配套郭天祥的视频，建议你买本郭天祥的书《新概念51单片机C语言教程》，参照郭天祥的视频来学习这个开发板会快一些。

你的开发板看起来和下图这个开发板布线一致，

你把图放大来看，上图PCB的丝印层都有每个模块的简单说明的。

如果看不清，请参阅下面的描述：

1. 单片机最小系统：可以使用51单片机如STC89C52，AT89S52，也可以使用AVR单片机如AT mega 16，AT mega 128等系列。

2. 流水灯模块：我们使用了8个红色led，可以进行闪关灯实验，流水灯实验。

3. 独立键盘模块：4个小按键组成，可以做外中断INT0、INT1 ，外定时器T0、T1 实验。

4. 矩阵键盘模块：16个小按键组成可以做外中断INT0、INT1 ，外定时器T0、T1 实验。

5. 数码管模块：由6个历链一位一体数码管组成，可以显示0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，0，a，b，c，销亏d，e，f等简单信息，构成信息交流的人机界面。

6. 蜂鸣器模块：可以用来做报警实验，也可以对歌曲进行编码，用来唱歌。

7. AD模块：主芯片为ADC0804，采集模拟信号（1路输入），并转化为数字信号，内置8位转换器（分辨率为8位）。

8. DA模块：主芯片为DAC0832, 把数字信号转化为模拟信号，分辨率为8位。

9. 串口通信模块：主芯片我们使用了MAX232的升级版MAX3232，通信性能更好。MAX3232把TTL电平转换为RS232电平。

10. 1602液晶显示模块：每行显示16个字符，可以显示两行。这款单片机使用并行接口。

11. 12864液晶显示模块：并行 *** 作方式，可以在液晶的任意位置显示数字，符号，汉字，图像。

12. E2PROM模块：使用I2C总线通信协议（51单片机模拟），主芯片为ATMEL公司的AT24C02N，可以进行数据存储实验。

13. 定时器/计数器模块。

14. DS18B20温度采集模块：采用单总线协议。

15. 红外遥控器DS18B20模块：包括红外接收头，可以进行短程遥控。

16. 直流电机驱动模块：本款开发板含有直流电机驱动模块，可以直接驱动直流电机（本款开发板赠送直流电机）。

17. 步进电机驱动模块：本款开发板含有步进电机驱动模块，可以直接驱动步进电机。

18. 继电器驱动模块：本款开发板含有继电器驱动模块，可以做继电器相关实验。

19. LED点阵显示模块：本款开发板赠送亏烂神8*8点阵。

20. LM7805 5V稳压模块，可以使用外接电源，方便单片机在无电脑供电时正常使用可以输入5-18V外电源。

21. USB转TTL电平模块：使用CH340T主芯片，可以保证一根USB线就可以下载。

22. RTC实时时钟DS1302模块：可以进行实时时钟......>>

问题二：单片机开发板有哪些功能 我学的是吴鉴鹰单片机开发板，是51的，功能是很全面的，我把这个板子的功能列举下

资源介绍

1、一个CH340的USB转UART芯片，实现USB下载程序，为无串口的笔记本电脑提供下载方便。

2、板子上电源入口有一个自恢复保险丝，可以有效的保护您的电脑主板和开发板。加上这个保险，作为初学的你，即使不小心短路了，也不会烧主板和单片机。

3、板子自带单片机，一个STC89C52RC，有8K的程序空间和512字节的数据空间.

4、板子上共有18个LED小灯，其中一个是USB电源指示灯，插上电源就亮。还有一个是单片机电源指示灯。

5、板子上共有8个数码管，可以用来做数码管的简单秒表实验，计算器功能，显示温度时间等等。

6、板子上配有一个数字旋转编码器，可以通过旋转完成数据的加、减以及作为确认按键使用。

7、板子上配套一个DS1302实时时钟芯片，可以用来做实时时钟实验，弄懂电子表的工作原理。

8、板子上配一个24C02的EEPROM芯片，用来保存掉电后不准丢失的重要数据，用来学习IIC通信实验。

9、板子上配有一个PCF8591，这个芯片集成了AD和DA，可以用来通过AD来进行电压采集实验，通过DA来产生方波、三角波、正弦波信号。

10、板子上集成1602液晶屏，可以用来学习液晶显示，做温度显示实验，秒表显示实验等。

11、板子上共集成有21个按键，其中1个单片机复位按键，16个矩阵按键。分为0到F共16按键，还有四个独立式按键，通过与门74HC08将按下信息送给单片机中断口。

12、板子上有一个无源蜂鸣器，可以用来做音乐输出实验让你充分了解生日贺卡的工作原理。

13、板子上集成一个DS18B20温度传感器，用来学习实现数字温度计。

14、板子上集成一个红外接收管，用来学习红外通信的原理。

15、板子上共4个74HC595芯片，用来驱动16个LED，8个数码管，74HC595在工控领域的显示很常用，可以节约大量的IO口资源，为实现一个复杂系统化工作打下基础。

问题三：初学者怎样使用单片机开发板 我也是在用这本书在学，因为你是高三毕业个人建议是买一块配套的板子，虽然确实是贵了一点，但确可以节省不少麻烦。而且那板子还行，最少工能够齐。

就比如 郭天祥要教你做第14章的时钟那你有可能也想来个掉电保护，那么你须要一块AT24C02这一类型的芯片；别的板子不一定有，你又没有实验室。那要么不用，要么在淘宝上买，先不说价格，你也没工具焊接啊！！

像上图，你能用到红外等别的东西时，你也差不多可以换板子了！！

问题四：51单片机开发板的使用！ 单片机开发板要正常工作，一般需要这几个基本条件：

1.供电电源；

一般开发板上提供两种供电方式，USB供电梗专用电源供电。使用USB供电你只要用一根USB线将开发板USB电源接口与电脑的USB接口相连即可；使用专用电源（一般开发板配带）供电只要将专用电源一头接220V市电一头接开发板专用电源供电接口即可；

2.系统时钟；

检查你的开发板上晶振是否正确连接，晶振频率是否正确；

3.复位电路；

检查你的开发板上复位电路是否正常；

4.程序下载；

要将编写好的C源程序下载到单片机内执行，你需要：

（1）硬件连接：一般使用出串口下载方式，用串口线一头接开发板上程序下载串口一头接电脑上任一串口；

（2）软件准备：编辑好的C源文件，利用集成开发环境（keil C使用较广）调试无误后，编译连接生成相应的hex文件，程序下载软件(如stc isp v4.88)做相应设置，如选择要下载的hex文件，设置下载速度，选择单片机型号等等)，保证前3个条件具备，点击下载，出现提示后给开发板上电，等待程序下载成功。复位开发板运行程序。

注：以上回答仅针对一般情况（如采用USB下载，不同集成开发环境，非STC51系列单片机等这些情况会略有差异，可留言咨询）

问题五：单片机开发板怎么使用？ 这个我就不具体回答你了。

可以参考经验：jingyan.baidu/...c

问题六：自己做单片机开发板需要什么东西 51还是算了吧，直接做一个avr的学就可以了

电路从几个简单部分入手：

1.电源，用个7805神马的，网上多的是电路，LM7805三端稳压电源，几个电容二极管神马的搞定了

2.复位电路，加个按键手动复位，按键按下拉低reset引脚，要加个电阻上拉的，1k就可

3.仿真和下载程序接口，有仿真器建议将jtag口引出到5x2端子，avr的jtag引脚说明网上可以百度到，单片机手册也有。没有仿真器用isp方式下载程序，要将isp用到的引脚引出到端子，ourdev可查到，有很多做开发板的例子，甚至有pcb

4.将所有io口引出，用插针把芯片围上，方便试验，再搞8个发光二极管，几个按键引到IO口

5.其他的就看你的需要了，有很大的发挥空间，比如加个232芯片和DB9端子，到时让单片机和电脑通信，要准备串口线。想玩液晶神马的，用杜邦线就搞定了，不用做到板子上。

大体上就这么多东西，想加上神马再看相应资料。我手上有一块淘宝买的atega128的开发板，有原理图和例程，资料挺全，有不明白留言啊，希望能帮到你。

问题七：单片机开发板如何焊接？什么工具？ 用刀口的电烙铁，然后弄0.5mm左右粗细的锡线，开始不熟悉的时候拿废板子练手，熟悉了就能自己焊接了，一般烙铁温度开到400，焊MCU的时候可以调低点郸350左右，不要太高。还需要的工具有，尖嘴的镊子，吸锡器，万用表（测电压和开路短路），松香（用来清除多余的锡）等。

问题八：拿到单片机开发板后，该如何开始学习? 编一些小程序，最简单的像流水灯、加法运算器、抢答器什么的，电脑编译一下，传到开发板上，演示一下就可以了，程序暂时还不会编，可以网上搜一些，要想认真学习单片机，推荐你一本书 《单片机应用技术》中国劳动社会保障出版社出版 劳动和社会保障部教材办公室组织编写，我自己感叮这本书特别容易理解接受，而且里边详细讲了好多实用性很强的小例子，在开发板上都可以实现，试试吧，祝你早日学好单片机，加油I(^ω^)J！

问题九：51单片机开发板的功能介绍 1、8个LED灯，可以练习基本单片机IO *** 作，在其他程序中可以做指示灯使用。2、2个四联8段数码管，显示温度数据，HELLO欢迎词、时钟等。3、高亮8*8点阵，如练习数字，字母，图片显示，或者小游戏的开发如贪吃蛇等。4、4个独立按键，可以配置为中断键盘，为程序的按键扫描节省更多的时间。5、8个AD按键，主要设计为游戏开发如推箱子等，去掉了矩阵键盘，AD键盘在实际中的应用相当广泛，如电视机加减搜台等都是采用AD键盘，一根AD线可以扩展几百个按键，更接近工程。6、PCF8591具有AD/DA功能，其采用IIC总线协议，可练习IIC总线的 *** 作。7、DS18B20:单线多点检测支持。8、光敏电阻测试光线强度，感受白天黑夜的区别。9、FM收音机：能接收80M到110MHz之间的FM频段。可实现自动搜台和手动搜台。10、DS1302时钟芯片提供实时时钟，带3V电池，在掉电的情况下，时钟仍然可以继续运行。11、可读写SD卡文件系统，保存数据显示到TFT液晶屏等。12、继电器可以控制高电压的设备，高压危险，请小心使用。13、直流电机接口，控制直流电机。14、步进电机接口，控制步进电机运行。15、蜂鸣器，可以做电子琴、音乐发声等。16、74HC595芯片练习串行转并行数据扩展。17、74HC573锁存扩展芯片，可以扩展接口。18、ULN2003电机驱动芯片。(这里用它来驱动步进电机，直流电机，继电器和蜂鸣器)19、MAX232串口数据传输延长发送距离。(可与计算机通信，同时也可做为STC单片机下载程序的接口)20、PL2303下载单片机，一线下载，直接的USB下载方式，高速下载。21、TFT液晶屏，单片机也可以控制彩屏了，让你的学习充满乐趣22、nRF24L01无线数据传输芯片接口，可以插nRF24L01芯片，做高速无线数据传输。23、LCD1602液晶接口，字符液晶两行，每行可以显示16个字符。24、LCD12864带字库液晶接口。25、LCD12864图形液晶接口。26、DS18B20单线多点温度采集接口。一根线上便可拓展多个DS18B20温度传感器，先提供两个。27、提供ISP下载接口，可下载AVR、AT的单片机。支持AVR单片机。28、40针扩展接口，可以无限扩展。以后的DZR-01A开发板配件将从此端口扩展出去。29、PS2鼠标键盘接口。配合红外遥控器甚至可以遥控我们的电脑!(配例程)30、AVR/51复位按键。可以复位51 STC AVR单片机，全部支持31、TEA5767的IIC总线控制。学习IIC控制32、SD卡的SPI总线控制。扩展大容量存储器33、红外遥控接收器，可采集红外遥控发出的信号，可使用遥控信号控制其他设备。34、外接5V供电电源座。35、RXD、TXD、POWER电源指示灯36、40PIN紧锁座(非常方便单片机芯片的取放)37、带LM1117-3.3稳压芯片(为彩屏液晶，SD卡和无线模块供电)38、USB供电(USB可以提供500MA的电流，完全能满足开发板的需求了)39、预留电源+5V,GND接口各四个(方便用户扩展其他外围电路时取电和共地)

问题十：如何在51单片机开发板上烧写程序 淘宝搜索ISP烧录线。

烧录线一头连接单片机上的某几只脚，一头连接电脑。

用软件把你的程序转换成hex格式的，然后用烧录软件通过下载线烧录到单片机里面。

买isp线的时候记得要看看支不支持你的单片机型号。

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