DS1302 RTC驅動仿真

1、DS1302介紹

DS1302 涓流充電計時芯片包含一個實時時鐘/日歷和 31 位元組的靜態 RAM，它通過一個簡單的串行介面與微處理器通信，實時時鐘/日歷提供秒、分、小時、日、日、月和年資訊，對于少于 31 天的月份，月末日期會自動調整，包括閏年的更正，時鐘以 24 小時或 12 小時格式運行，帶有 AM/PM 指示器，

通過使用同步串行通信簡化了 DS1302 與微處理器的介面，與時鐘/RAM 通信只需要三根線：CE（ R S T \over RST RST?）、I/O（資料線）和 SCLK（串行時鐘），資料可以一次 1 個位元組或最多 31 個位元組的突發傳輸到時鐘/RAM 或從時鐘/RAM 傳輸， DS1302 旨在以極低的功耗運行，并以低于 1μW 的功率保留資料和時鐘資訊， DS1302 是 DS1202 的后繼產品，除了 DS1202 的基本計時功能外，DS1302 還具有用于主電源和備用電源的雙電源引腳、用于 VCC1 的可編程涓流充電器和七個額外位元組的暫存器存盤器的附加功能，

1）DS1302的命令組成

• Bit7 必須始終為邏輯 1，否則寫入 DS1302 將被禁用，
• Bit6 指定時鐘/日歷或 RAM 選擇， 如果它是 logic0 我們與時鐘交談，或者如果它是 logic1 我們與 RAM 交談，
• 位 5 至 1 指定要輸入或輸出的指定暫存器， (地址)
• Bit0 指定對 DS1302 的寫或讀操作， 如果是邏輯 0 則執行寫操作，如果是邏輯 1 則執行讀操作，
• 命令位元組總是從 LSB 開始（Bit0），

2）DS1302資料傳輸程序

• 在開始傳輸任何內容之前，必須將 CE 引腳拉高，以便與芯片通話， （選擇）

• 之后，發送命令位元組，通知 DS1302 將進行的操作， （無論是讀還是寫，對時鐘還是 RAM，）

• 然后，如果執行寫操作，則將要寫入的資料發送到 RAM 或時鐘中，或者如果執行讀操作，則可以
  從時鐘或 RAM 中讀取資料，

如果從 DS1302 讀取資料，則在寫入命令位元組的最后一位后的第一個下降沿上，資料將可用，相反，寫入 DS1302 發生在命令位元組傳輸后的低電平到高電平轉換，要記住的四個注意事項，是所有發送和接收位元組都是 LSB 優先，在命令位元組和資料位元組之后的寫操作中發送到 DS1302 的附加 SCLK 脈沖將被忽略，

讀取操作后立即發送的附加 SCLK 脈沖，資料將再次可供讀取，最后，當與 DS1302 通信時，微控制器的時鐘應處于 2MHZ 的最大速度，如下面的資料表所示，如果使用不同的速度，那么必須校準頻率以滿足 DS1302 的需要，并將其重新校準為之前的頻率，

3）DS1302設定

DS1302的暫存器如下：

從左邊開始，前兩列是指命令位元組， 是否要讀取或寫入 RTC 或 RAM，從 (bit7 到 bit0) 的列是指它將在 RTC 或 RAM 中傳輸的資料位元組，

2、仿真電路原理圖

3、仿真代碼實作

1）發送資料

// 發送一位節資料
void ds1302_send(unsigned char byte_t) {	
	unsigned char mask = 0x01;				

	IO_OUT(DS1302_DDR, DS1302_SIO);			
	do {
		IO_CLR(DS1302_PORT, DS1302_SCK);		
		if (byte_t & mask) IO_SET(DS1302_PORT, DS1302_SIO);	
		else IO_CLR(DS1302_PORT, DS1302_SIO);				
		IO_SET(DS1302_PORT, DS1302_SCK);	
		mask = mask << 1;					
	} while (mask);
	IO_CLR(DS1302_PORT, DS1302_SCK);
}

// 向指定寄存寫資料
void ds1302_write(unsigned char ch, unsigned char byte_t) {
	ds1302_select(DS1302_CS);				
	ds1302_send(ch | DS1302_CMD_WRITE);		
	ds1302_send(byte_t);
	ds1302_deselect(DS1302_CS);				
}

2）讀資料

// 讀取一位資料
unsigned char ds1302_get(void) {			
	unsigned char mask = 0x01;				
	unsigned char tmp = 0x00;				

	IO_IN(DS1302_DDR, DS1302_SIO);			
	do {
		IO_CLR(DS1302_PORT, DS1302_SCK);	
		NOP(); NOP();
		if (DS1302_PORT_IN & DS1302_SIO) tmp |= mask;	
		else tmp |= 0x00;					
		IO_SET(DS1302_PORT, DS1302_SCK);	
		mask = mask << 1;					
	} while (mask);
	IO_CLR(DS1302_PORT, DS1302_SCK);
	return tmp;
}

// 讀指定暫存器資料
unsigned char ds1302_read(unsigned char ch) {
	unsigned char tmp;
	ds1302_select(DS1302_CS);				
	ds1302_send(ch | DS1302_CMD_READ);		
	tmp = ds1302_get();
	ds1302_deselect(DS1302_CS);				
	return tmp;				
}

3）年、月、日、時、分秒設定與讀取

// 秒設定與讀取
#define ds1302_sec_write(n)					ds1302_write(DS1302_SEC, (n))	
#define ds1302_sec_read()					ds1302_read(DS1302_SEC)	

// 分設定與讀取
#define ds1302_min_write(n)					ds1302_write(DS1302_MIN, (n))	
#define ds1302_min_read()					ds1302_read(DS1302_MIN)			

// 時設定與讀取
#define ds1302_hour_write(n)				ds1302_write(DS1302_HOUR, (n))
#define ds1302_hour_read()					ds1302_read(DS1302_HOUR)		

// 一個月的日設定與讀取
#define ds1302_mdat_write(n)				ds1302_write(DS1302_MDAT, (n))	
#define ds1302_mdat_read()					ds1302_read(DS1302_MDAT)		

// 月讀取與設定
#define ds1302_mon_write(n)					ds1302_write(DS1302_MON, (n))	
#define ds1302_mon_read()					ds1302_read(DS1302_MON)			

// 一周的日設定與讀取
#define ds1302_wday_write(n)				ds1302_write(DS1302_WDAY, (n))
#define ds1302_wday_read()					ds1302_read(DS1302_WDAY)

// 年的設定與讀取
#define ds1302_year_write(n)				ds1302_write(DS1302_YEAR, (n))
#define ds1302_year_read()					ds1302_read(DS1302_YEAR)

4）主程式

//#include <regx52.h>							//we use keil c51
#include "gpio.h"
#include "delay.h"
#include "ds1302.h"
#include "uart.h"
#include "i2c_sw.h"
#include <stdio.h>

unsigned int year,month,day,hours,minutes,seconds;

void mcu_init(void) {
	uart_init();
	ds1302_init();
	// 初始讀取
	year = ds1302_year_read();
  month = ds1302_mon_read();
  day = ds1302_mdat_read();
  hours = ds1302_hour_read();
  minutes = ds1302_min_read();
  seconds = ds1302_sec_read();
}

int main(void) {
	mcu_init();								//reset the mcu
	uart_send_str("****DS1302****\r\n");
	while (1) {
		year = ds1302_year_read();
    month = ds1302_mon_read();
    day = ds1302_mdat_read();
    hours = ds1302_hour_read();
    minutes = ds1302_min_read();
    seconds = ds1302_sec_read();
		
		printf("%d-%d-%d %d:%d:%d\r\n",BCD2DEC(year),BCD2DEC(month),BCD2DEC(day),BCD2DEC(hours),BCD2DEC(minutes),BCD2DEC(seconds));
		
		delay_ms(1000);
	}
}

4、仿真結果