8051单片机Proteus仿真与开发实例-DS1302 RTC驱动仿真

Posted 2021-11-01 视觉智能

DS1302 RTC驱动仿真

1、DS1302介绍

DS1302 涓流充电计时芯片包含一个实时时钟/日历和 31 字节的静态 RAM。它通过一个简单的串行接口与微处理器通信。实时时钟/日历提供秒、分、小时、日、日、月和年信息。对于少于 31 天的月份，月末日期会自动调整，包括闰年的更正。时钟以 24 小时或 12 小时格式运行，带有 AM/PM 指示器。

通过使用同步串行通信简化了 DS1302 与微处理器的接口。与时钟/RAM 通信只需要三根线：CE（$\frac{}{RST}$）、I/O（数据线）和 SCLK（串行时钟）。数据可以一次 1 个字节或最多 31 个字节的突发传输到时钟/RAM 或从时钟/RAM 传输。 DS1302 旨在以极低的功耗运行，并以低于 1µW 的功率保留数据和时钟信息。 DS1302 是 DS1202 的后继产品。除了 DS1202 的基本计时功能外，DS1302 还具有用于主电源和备用电源的双电源引脚、用于 VCC1 的可编程涓流充电器和七个额外字节的暂存器存储器的附加功能。

1）DS1302的命令组成

• Bit7 必须始终为逻辑 1。否则写入 DS1302 将被禁用。
• Bit6 指定时钟/日历或 RAM 选择。 如果它是 logic0 我们与时钟交谈，或者如果它是 logic1 我们与 RAM 交谈。
• 位 5 至 1 指定要输入或输出的指定寄存器。 (地址)
• Bit0 指定对 DS1302 的写或读操作。 如果是逻辑 0 则执行写操作，如果是逻辑 1 则执行读操作。
• 命令字节总是从 LSB 开始（Bit0）。

2）DS1302数据传输过程

• 在开始传输任何内容之前，必须将 CE 引脚拉高，以便与芯片通话。 （选择）

• 之后，发送命令字节，通知 DS1302 将进行的操作。 （无论是读还是写，对时钟还是 RAM。）

• 然后，如果执行写操作，则将要写入的数据发送到 RAM 或时钟中，或者如果执行读操作，则可以
  从时钟或 RAM 中读取数据。

如果从 DS1302 读取数据，则在写入命令字节的最后一位后的第一个下降沿上，数据将可用。相反，写入 DS1302 发生在命令字节传输后的低电平到高电平转换。要记住的四个注意事项，是所有发送和接收字节都是 LSB 优先，在命令字节和数据字节之后的写操作中发送到 DS1302 的附加 SCLK 脉冲将被忽略。

读取操作后立即发送的附加 SCLK 脉冲，数据将再次可供读取。最后，当与 DS1302 通信时，微控制器的时钟应处于 2MHZ 的最大速度，如下面的数据表所示。如果使用不同的速度，那么必须校准频率以满足 DS1302 的需要，并将其重新校准为之前的频率。

3）DS1302设置

DS1302的寄存器如下：

从左边开始，前两列是指命令字节。 是否要读取或写入 RTC 或 RAM。从 (bit7 到 bit0) 的列是指它将在 RTC 或 RAM 中传输的数据字节。

2、仿真电路原理图

3、仿真代码实现

1）发送数据

// 发送一位节数据
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);
}

// 向指定寄存写数据
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）读数据

// 读取一位数据
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;
}

// 读指定寄存器数据
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、时、分秒设置与读取

// 秒设置与读取
#define ds1302_sec_write(n)					ds1302_write(DS1302_SEC, (n))	
#define ds1302_sec_read()					ds1302_read(DS1302_SEC)	

// 分设置与读取
#define ds1302_min_write(n)					ds1302_write(DS1302_MIN, (n))	
#define ds1302_min_read()					ds1302_read(DS1302_MIN)			

// 时设置与读取
#define ds1302_hour_write(n)				ds1302_write(DS1302_HOUR, (n))
#define ds1302_hour_read()					ds1302_read(DS1302_HOUR)		

// 一个月的日设置与读取
#define ds1302_mdat_write(n)				ds1302_write(DS1302_MDAT, (n))	
#define ds1302_mdat_read()					ds1302_read(DS1302_MDAT)		

// 月读取与设置
#define ds1302_mon_write(n)					ds1302_write(DS1302_MON, (n))	
#define ds1302_mon_read()					ds1302_read(DS1302_MON)			

// 一周的日设置与读取
#define ds1302_wday_write(n)				ds1302_write(DS1302_WDAY, (n))
#define ds1302_wday_read()					ds1302_read(DS1302_WDAY)

// 年的设置与读取
#define ds1302_year_write(n)				ds1302_write(DS1302_YEAR, (n))
#define ds1302_year_read()					ds1302_read(DS1302_YEAR)

4）主程序

//#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();
	// 初始读取
	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、仿真结果