{
uchar i
ACC = ucDa
for(i=8i>0i--)
{
T_IO = ACC0 //相当于汇编中的 RRC
T_CLK = 1
T_CLK = 0
ACC = ACC >>1
}
}
/********************************************************************
*
* 名称: uchar uc_RTOutputByte
* 说明:
* 功能: 从DS1302读取1Byte数据
* 调用:
* 输入:
* 返回值: ACC
***********************************************************************/
uchar uc_RTOutputByte(void)
{
uchar i
for(i=8i>态族模0i--)
{
ACC = ACC >>1 //相当于汇编中的 RRC
ACC7 = T_IO
T_CLK = 1
T_CLK = 0
}
return(ACC)
}
/********************************************************************
*
* 名称: v_W1302
* 说明: 先写地址,后写命令/数据
* 功能: 往DS1302写入数据
* 调用: v_RTInputByte()
* 输入: ucAddr: DS1302地址, ucDa: 要写的数据
* 返回值穗辩: 无
***********************************************************************/
void v_W1302(uchar ucAddr, uchar ucDa)
{
T_RST = 0
T_CLK = 0
T_RST = 1
v_RTInputByte(ucAddr) //地址,命令
v_RTInputByte(ucDa) //写1Byte数据
T_CLK = 1
T_RST =0
}
/********************************************************************
*
* 名称: uc_R1302
* 说明: 先写地址,后读命令/数据
* 功能: 读取DS1302某地址的数据
* 调用: v_RTInputByte() , uc_RTOutputByte()
* 输入: ucAddr: DS1302地址
* 返回值: ucDa :读取的数据
***********************************************************************/
uchar uc_R1302(uchar ucAddr)
{
uchar ucDa
T_RST = 0
T_CLK = 0
T_RST = 1
v_RTInputByte(ucAddr) //地址,命令
ucDa = uc_RTOutputByte()//读1Byte数据
T_CLK = 1
T_RST =0
return(ucDa)
}
/********************************************************************
*
* 名称: v_BurstW1302T
* 说明: 先写地址,后写数据(时钟多字节方式)
* 功能帆缓: 往DS1302写入时钟数据(多字节方式)
* 调用: v_RTInputByte()
* 输入: pSecDa: 时钟数据地址 格式为: 秒 分 时 日 月 星期 年 控制
* 8Byte (BCD码) 1B 1B 1B 1B 1B 1B 1B 1B
* 返回值: 无
***********************************************************************/
void v_BurstW1302T(uchar *pSecDa)
{
uchar i
v_W1302(0x8e,0x00) //控制命令,WP=0,写 *** 作?
T_RST = 0
T_CLK = 0
T_RST = 1
v_RTInputByte(0xbe)//0xbe:时钟多字节写命令
for (i=8i>0i--) //8Byte = 7Byte 时钟数据 + 1Byte 控制
{
v_RTInputByte(*pSecDa)//写1Byte数据
pSecDa++
}
T_CLK = 1
T_RST =0
}
/********************************************************************
*
* 名称: v_BurstR1302T
* 说明: 先写地址,后读命令/数据(时钟多字节方式)
* 功能: 读取DS1302时钟数据
* 调用: v_RTInputByte() , uc_RTOutputByte()
* 输入: pSecDa: 时钟数据地址 格式为: 秒 分 时 日 月 星期 年
* 7Byte (BCD码) 1B 1B 1B 1B 1B 1B 1B
* 返回值: ucDa :读取的数据
***********************************************************************/
void v_BurstR1302T(uchar *pSecDa)
{
uchar i
T_RST = 0
T_CLK = 0
T_RST = 1
v_RTInputByte(0xbf) //0xbf:时钟多字节读命令
for (i=8i>0i--)
{
*pSecDa = uc_RTOutputByte() //读1Byte数据
pSecDa++
}
T_CLK = 1
T_RST =0
}
/********************************************************************
*
* 名称: v_BurstW1302R
* 说明: 先写地址,后写数据(寄存器多字节方式)
* 功能: 往DS1302寄存器数写入数据(多字节方式)
* 调用: v_RTInputByte()
* 输入: pReDa: 寄存器数据地址
* 返回值: 无
***********************************************************************/
void v_BurstW1302R(uchar *pReDa)
{
uchar i
v_W1302(0x8e,0x00) //控制命令,WP=0,写 *** 作?
T_RST = 0
T_CLK = 0
T_RST = 1
v_RTInputByte(0xfe) //0xbe:时钟多字节写命令
for (i=31i>0i--) //31Byte 寄存器数据
{
v_RTInputByte(*pReDa) //写1Byte数据
pReDa++
}
T_CLK = 1
T_RST =0
}
/********************************************************************
*
* 名称: uc_BurstR1302R
* 说明: 先写地址,后读命令/数据(寄存器多字节方式)
* 功能: 读取DS1302寄存器数据
* 调用: v_RTInputByte() , uc_RTOutputByte()
* 输入: pReDa: 寄存器数据地址
* 返回值: 无
***********************************************************************/
void v_BurstR1302R(uchar *pReDa)
{
uchar i
T_RST = 0
T_CLK = 0
T_RST = 1
v_RTInputByte(0xff) //0xbf:时钟多字节读命令
for (i=31i>0i--) //31Byte 寄存器数据
{
*pReDa = uc_RTOutputByte() //读1Byte数据
pReDa++
}
T_CLK = 1
T_RST =0
}
/********************************************************************
*
* 名称: v_Set1302
* 说明:
* 功能: 设置初始时间
* 调用: v_W1302()
* 输入: pSecDa: 初始时间地址。初始时间格式为: 秒 分 时 日 月 星期 年
* 7Byte (BCD码) 1B 1B 1B 1B 1B 1B 1B
* 返回值: 无
***********************************************************************/
void v_Set1302(uchar *pSecDa)
{
uchar i
uchar ucAddr = 0x80
v_W1302(0x8e,0x00) //控制命令,WP=0,写 *** 作?
for(i =7i>0i--)
{
v_W1302(ucAddr,*pSecDa) //秒 分 时 日 月 星期 年
pSecDa++
ucAddr +=2
}
v_W1302(0x8e,0x80)//控制命令,WP=1,写保护?
}
/********************************************************************
*
* 名称: v_Get1302
* 说明:
* 功能: 读取DS1302当前时间
* 调用: uc_R1302()
* 输入: ucCurtime: 保存当前时间地址。当前时间格式为: 秒 分 时 日 月 星期 年
* 7Byte (BCD码) 1B 1B 1B 1B 1B 1B 1B
* 返回值: 无
***********************************************************************/
void v_Get1302(uchar ucCurtime[])
{
uchar i
uchar ucAddr = 0x81
for (i=0i<7i++)
{
ucCurtime[i] = uc_R1302(ucAddr) //格式为: 秒 分 时 日 月 星期 年
ucAddr += 2
}
}
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:
DS1302程序:
#include "ds1302.h"
unsigned char time_buf1[8] = {20,9,3,13,18,51,00,6}//空年月日时分秒周
unsigned char time_buf[8] 稿判 //空年月日时分秒周
/*------------------------------------------------
向DS1302写入一字节数据
------------------------------------------------*/
void Ds1302_Write_Byte(unsigned char addr, unsigned char d)
{
unsigned char i
RST_SET
//写入目标地址:addr
addr = addr & 0xFE //最低位置零
for (i = 0 i < 8 i ++)
{
if (addr & 0x01)
{
IO_SET
}
else
{
IO_CLR
}
SCK_SET
SCK_CLR
addr = addr >> 1
}
//写入数据:d
for (i = 0 i < 8 i ++)
{
if (d & 0x01)
{
IO_SET
}
else
{
IO_CLR
}
SCK_SET
SCK_CLR
d = d >> 1
}
RST_CLR //停止DS1302总线
}
/*------------------------------------------------
从DS1302读出一字节数据
------------------------------------------------*/
unsigned char Ds1302_Read_Byte(unsigned char addr)
{
unsigned char 唤知i
unsigned char temp
RST_SET
//写入目标地址:addr
addr = addr | 0x01//最低位置高
for (i = 和敬消0 i < 8 i ++)
{
if (addr & 0x01)
{
IO_SET
}
else
{
IO_CLR
}
SCK_SET
SCK_CLR
addr = addr >> 1
}
//输出数据:temp
for (i = 0 i < 8 i ++)
{
temp = temp >> 1
if (IO_R)
{
temp |= 0x80
}
else
{
temp &= 0x7F
}
SCK_SET
SCK_CLR
}
RST_CLR //停止DS1302总线
return temp
}
/*------------------------------------------------
向DS1302写入时钟数据
------------------------------------------------*/
void Ds1302_Write_Time(void)
{
unsigned char i,tmp
for(i=0i<8i++)
{ //BCD处理
tmp=time_buf1[i]/10
time_buf[i]=time_buf1[i]%10
time_buf[i]=time_buf[i]+tmp*16
}
Ds1302_Write_Byte(ds1302_control_add,0x00) //关闭写保护
Ds1302_Write_Byte(ds1302_sec_add,0x80) //暂停
//Ds1302_Write_Byte(ds1302_charger_add,0xa9) //涓流充电
Ds1302_Write_Byte(ds1302_year_add,time_buf[1]) //年
Ds1302_Write_Byte(ds1302_month_add,time_buf[2]) //月
Ds1302_Write_Byte(ds1302_date_add,time_buf[3]) //日
Ds1302_Write_Byte(ds1302_day_add,time_buf[7]) //周
Ds1302_Write_Byte(ds1302_hr_add,time_buf[4]) //时
Ds1302_Write_Byte(ds1302_min_add,time_buf[5]) //分
Ds1302_Write_Byte(ds1302_sec_add,time_buf[6]) //秒
Ds1302_Write_Byte(ds1302_day_add,time_buf[7]) //周
Ds1302_Write_Byte(ds1302_control_add,0x80) //打开写保护
}
/*------------------------------------------------
从DS1302读出时钟数据
------------------------------------------------*/
void Ds1302_Read_Time(void)
{
unsigned char i,tmp
time_buf[1]=Ds1302_Read_Byte(ds1302_year_add) //年
time_buf[2]=Ds1302_Read_Byte(ds1302_month_add) //月
time_buf[3]=Ds1302_Read_Byte(ds1302_date_add) //日
time_buf[4]=Ds1302_Read_Byte(ds1302_hr_add) //时
time_buf[5]=Ds1302_Read_Byte(ds1302_min_add) //分
time_buf[6]=(Ds1302_Read_Byte(ds1302_sec_add))&0x7F//秒
time_buf[7]=Ds1302_Read_Byte(ds1302_day_add) //周
for(i=0i<8i++)
{ //BCD处理
tmp=time_buf[i]/16
time_buf1[i]=time_buf[i]%16
time_buf1[i]=time_buf1[i]+tmp*10
}
}
/*------------------------------------------------
DS1302初始化
------------------------------------------------*/
void Ds1302_Init(void)
{
RST_CLR //RST脚置低
SCK_CLR //SCK脚置低
Ds1302_Write_Byte(ds1302_sec_add,0x00)
}
主程序MAIN:
/*-----------------------------------------------
名称:DS1302时钟数码管显示
论坛:www.doflye.net
编写:shifang
日期:2009.5
修改:无
内容:DS1302实时时钟数码管显示,只显示时间。并通过4个按键加减小时、分钟,其他参数调节自行添加
------------------------------------------------*/
#include<reg52.h> //包含头文件,一般情况不需要改动,头文件包含特殊功能寄存器的定义
#include "ds1302.h"
#define KeyPort P3 //定义按键端口
#define DataPort P0 //定义数据端口 程序中遇到DataPort 则用P0 替换
sbit LATCH1=P2^2//定义锁存使能端口 段锁存
sbit LATCH2=P2^3// 位锁存
bit ReadTimeFlag//定义读时间标志
unsigned char code dofly_DuanMa[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}// 显示段码值0~9
unsigned char code dofly_WeiMa[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f}//分别对应相应的数码管点亮,即位码
unsigned char TempData[8] //存储显示值的全局变量
void DelayUs2x(unsigned char t)//us级延时函数声明
void DelayMs(unsigned char t) //ms级延时
void Display(unsigned char FirstBit,unsigned char Num)//数码管显示函数
unsigned char KeyScan(void)//键盘扫描
void Init_Timer0(void)//定时器初始化
/*------------------------------------------------
主函数
------------------------------------------------*/
void main (void)
{
unsigned char num
Init_Timer0()
Ds1302_Init()
while (1) //主循环
{
num=KeyScan()
switch(num)
{
case 1:time_buf1[4]++if(time_buf1[4]==24)time_buf1[4]=0
Ds1302_Write_Time()break //正常时间 小时 加1
case 2:time_buf1[4]--if(time_buf1[4]==255)time_buf1[4]=23
Ds1302_Write_Time()break //正常时间 小时减1
case 3:time_buf1[5]++if(time_buf1[5]==60)time_buf1[5]=0
Ds1302_Write_Time()break//分加1
case 4:time_buf1[5]--if(time_buf1[5]==255)time_buf1[5]=59
Ds1302_Write_Time()break //分减1
default:break
}
if(ReadTimeFlag==1)
{
ReadTimeFlag=0
Ds1302_Read_Time()
//数据的转换,因我们采用数码管0~9的显示,将数据分开
TempData[0]=dofly_DuanMa[time_buf1[4]/10] //时
TempData[1]=dofly_DuanMa[time_buf1[4]%10]
TempData[2]=0x40 //加入"-"
TempData[3]=dofly_DuanMa[time_buf1[5]/10] //分
TempData[4]=dofly_DuanMa[time_buf1[5]%10]
TempData[5]=0x40
TempData[6]=dofly_DuanMa[time_buf1[6]/10] //秒
TempData[7]=dofly_DuanMa[time_buf1[6]%10]
}
}
}
/*------------------------------------------------
uS延时函数,含有输入参数 unsigned char t,无返回值
unsigned char 是定义无符号字符变量,其值的范围是
0~255 这里使用晶振12M,精确延时请使用汇编,大致延时
长度如下 T=tx2+5 uS
------------------------------------------------*/
void DelayUs2x(unsigned char t)
{
while(--t)
}
/*------------------------------------------------
mS延时函数,含有输入参数 unsigned char t,无返回值
unsigned char 是定义无符号字符变量,其值的范围是
0~255 这里使用晶振12M,精确延时请使用汇编
------------------------------------------------*/
void DelayMs(unsigned char t)
{
while(t--)
{
//大致延时1mS
DelayUs2x(245)
DelayUs2x(245)
}
}
/*------------------------------------------------
显示函数,用于动态扫描数码管
输入参数 FirstBit 表示需要显示的第一位,如赋值2表示从第三个数码管开始显示
如输入0表示从第一个显示。
Num表示需要显示的位数,如需要显示99两位数值则该值输入2
------------------------------------------------*/
void Display(unsigned char FirstBit,unsigned char Num)
{
static unsigned char i=0
DataPort=0 //清空数据,防止有交替重影
LATCH1=1 //段锁存
LATCH1=0
DataPort=dofly_WeiMa[i+FirstBit] //取位码
LATCH2=1 //位锁存
LATCH2=0
DataPort=TempData[i] //取显示数据,段码
LATCH1=1 //段锁存
LATCH1=0
i++
if(i==Num)
i=0
}
/*------------------------------------------------
定时器初始化子程序
------------------------------------------------*/
void Init_Timer0(void)
{
TMOD |= 0x01 //使用模式1,16位定时器,使用"|"符号可以在使用多个定时器时不受影响
//TH0=0x00 //给定初值
//TL0=0x00
EA=1 //总中断打开
ET0=1 //定时器中断打开
TR0=1 //定时器开关打开
}
/*------------------------------------------------
定时器中断子程序
------------------------------------------------*/
void Timer0_isr(void) interrupt 1
{
static unsigned int num
TH0=(65536-2000)/256 //重新赋值 2ms
TL0=(65536-2000)%256
Display(0,8) // 调用数码管扫描
num++
if(num==50) //大致100ms
{
num=0
ReadTimeFlag=1 //读标志位置1
}
}
/*------------------------------------------------
按键扫描函数,返回扫描键值
------------------------------------------------*/
unsigned char KeyScan(void)
{
unsigned char keyvalue
if(KeyPort!=0xff)
{
DelayMs(10)
if(KeyPort!=0xff)
{
keyvalue=KeyPort
while(KeyPort!=0xff)
switch(keyvalue)
{
case 0xfe:return 1break
case 0xfd:return 2break
case 0xfb:return 3break
case 0xf7:return 4break
case 0xef:return 5break
case 0xdf:return 6break
case 0xbf:return 7break
case 0x7f:return 8break
default:return 0break
}
}
}
return 0
}
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