【蓝桥杯单片机12】实时时钟DS1302的基本操作

【蓝桥杯单片机12】实时时钟DS1302的基本操作

www.xmf393.com / 广东职业技术学院 欧浩源

      实时时钟DS1302几乎是蓝桥杯“单片机设计与开发”每年必考的内容,虽然在竞赛现场有提供一个底层读写寄存器的库文件,但是作为备赛阶段,你应该搞清楚底层读写时序的代码实现。你会使用库文件开发,不一定会自己写底层;你会自己写驱动,就一定会使用库文件开发。你使用库文件开发的过程中碰到问题,或者需要调整时序的时候,如果没有过硬的功夫,那只能懵逼了。

1、什么是DS1302?
      DS1302是美国DALLAS公司推出的高性能、低功耗的实时时钟,附加31字节的静态RAM,采用SP三线接口与MCU进行同步通信,并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟参数和RAM数据。实时时钟可提供秒、分、时、日、星期、月和年,一个月小于31天时可以自动调整,并具有润年补偿功能。
      简单来说,DS1302可以理解为一个电子手,里面带有一个31字节的内存。当然,基本的使用方法和我们平时使用电子手表差不多,你可以设定时间,也可以读取时间,只不过这些工作是通过SPI接口有MCU去完成而已。
      在DS1302中有两块存储器:日历时钟寄存器和今天RAM存储器。前者用于记录实时时间,后者用于记录其他数据。对于基本计时应用,重点关注的是日历时钟寄存器。设定时间参数就是往这些寄存器写入内容,读取实时时间也是从这些寄存器读出数据。

2、日历时钟寄存器
      DS1302有关日历和时钟的寄存器有12个,我们最常用的有7个。

      什么是BCD码?
      就是用十六进制来表示十进制。什么意思?怎么理解?
      例如,十六进制数0x13的值为整数19,但BCD码表示的是整数13。

3、控制字的格式
      DS1302将地址和读写控制放到一个字节里面,形成一个控制字,格式如下:

      通过上面的控制字格式,大家就可以明白为什么DS1302读寄存器和写寄存器的地址是不一样的了,因为这个地址包含了读写控制位。为了方便程序设计,我们把读寄存器地址写寄存器地日历时钟寄存器方面用三个数组定义。

4、接口时序的实现
      DS1302的基本操作实际上非常简单,只有两个操作:其一是设定时间参数其二是读取实时时间。不管是那个操作,MCU都要通过SPI接口进行数据交互,而SPI接口有其规定的时序,这个必须参考数据手册。
      控制字从最低位开始输出在控制字指令输入后的下一个SCLK时钟信号的上升沿,数据被写入DS1302,数据的输入从最低位开始;在控制字指令输入后的下一个SCLK时钟信号的下降沿,数据从DS1302读出,数据的读出也是从最低位到最高位。
<1> 单字节写的时序

      底层驱动代码实现可参考如下:

void DS1302_WriteByte(unsigned char addr, unsigned char dat)
{
        unsigned char n;
        RST = 0;
        _nop_();
        SCLK = 0;
        _nop_();
        RST = 1;
        _nop_();        

        for (n=0; n<8; n++)         //发送要写入数据的内存地址
        {
                DSIO = addr & 0x01;
                addr >>= 1;
                SCLK = 1;
                _nop_();
                SCLK = 0;
                _nop_();
        }
        for (n=0; n<8; n++)         //将指定内容写入该地址的内存
        {
                DSIO = dat & 0x01;
                dat >>= 1;
                SCLK = 1;
                _nop_();
                SCLK = 0;
                _nop_();
        }                 
        RST = 0;
        _nop_();
}

 

<2> 单字节读的时序

      底层驱动代码实现可参考如下:

unsigned char DS1302_ReadByte(unsigned char addr)
{
        unsigned char n,dat,tmp;
        RST = 0;
        _nop_();
        SCLK = 0;
        _nop_();
        RST = 1;
        _nop_();

        for(n=0; n<8; n++)         //发送要读出数据的内存地址
        {
                DSIO = addr & 0x01;
                addr >>= 1;
                SCLK = 1;
                _nop_();
                SCLK = 0;
                _nop_();
        }
        
        for(n=0; n<8; n++)         //读出该地址内存的数据
        {
                tmp = DSIO;
                dat = (dat>>1) | (tmp<<7);
                SCLK = 1;
                _nop_();
                SCLK = 0;
                _nop_();
        }

        RST = 0;
        _nop_();
        SCLK = 1;
        _nop_();
        DSIO = 0;
        _nop_();
        DSIO = 1;
        _nop_();
        return dat;        
}

      有了上面两个底层的SPI接口数据读写代码,那么DS1302的基本操作就很容易实现了。

5、单元实训题目

6、实现源码参考

#include "reg52.h"  
#include "intrins.h"

sbit HC138_A = P2^5;        
sbit HC138_B = P2^6;        
sbit HC138_C = P2^7;        

sbit SCLK = P1^7; 
sbit RST =         P1^3; 
sbit DSIO = P2^3;
unsigned char code READ_RTC_ADDR[7] = {0x81, 0x83, 0x85, 0x87, 0x89, 0x8b, 0x8d};
unsigned char code WRITE_RTC_ADDR[7] = {0x80, 0x82, 0x84, 0x86, 0x88, 0x8a, 0x8c};
unsigned char TIME[7] = {0x30, 0x50, 0x23, 0x17, 0x02, 0x06, 0x18};

unsigned char code SMG_NoDot[18] = 
    {0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,
     0x80,0x90,0x88,0x80,0xc6,0xc0,0x86,0x8e,
     0xbf,0x7f};

void DelaySMG(unsigned int time)
{
        while(time--);
}

void Init74HC138(unsigned char n)
{
        switch(n)
        {
                case 4:
                        HC138_A = 0;
                        HC138_B = 0;
                        HC138_C = 1;
                        break;
                case 5:
                        HC138_A = 1;
                        HC138_B = 0;
                        HC138_C = 1;
                        break;
                case 6:
                        HC138_A = 0;
                        HC138_B = 1;
                        HC138_C = 1;
                        break;
                case 7:
                        HC138_A = 1;
                        HC138_B = 1;
                        HC138_C = 1;
                        break;
                case 8:
                        HC138_A = 0;
                        HC138_B = 0;
                        HC138_C = 0;
                        break;
        }
}

void DispaySMG_Bit(unsigned char value, unsigned char pos)
{
        Init74HC138(6);
        P0 = (0x01 << pos);
        Init74HC138(7);
        P0 = value;
}

void DS1302_WriteByte(unsigned char addr, unsigned char dat)
{
        unsigned char n;
        RST = 0;
        _nop_();
        SCLK = 0;
        _nop_();
        RST = 1;
        _nop_();        

        for (n=0; n<8; n++)
        {
                DSIO = addr & 0x01;
                addr >>= 1;
                SCLK = 1;
                _nop_();
                SCLK = 0;
                _nop_();
        }
        for (n=0; n<8; n++)
        {
                DSIO = dat & 0x01;
                dat >>= 1;
                SCLK = 1;
                _nop_();
                SCLK = 0;
                _nop_();
        }                 
        RST = 0;
        _nop_();
}

unsigned char DS1302_ReadByte(unsigned char addr)
{
        unsigned char n,dat,tmp;
        RST = 0;
        _nop_();
        SCLK = 0;
        _nop_();
        RST = 1;
        _nop_();

        for(n=0; n<8; n++)
        {
                DSIO = addr & 0x01;
                addr >>= 1;
                SCLK = 1;
                _nop_();
                SCLK = 0;
                _nop_();
        }
        
        for(n=0; n<8; n++)
        {
                tmp = DSIO;
                dat = (dat>>1) | (tmp<<7);
                SCLK = 1;
                _nop_();
                SCLK = 0;
                _nop_();
        }

        RST = 0;
        _nop_();
        SCLK = 1;
        _nop_();
        DSIO = 0;
        _nop_();
        DSIO = 1;
        _nop_();
        return dat;        
}

void DS1302_Config()
{
        unsigned char n;
        DS1302_WriteByte(0x8E,0x00); 
        for (n=0; n<7; n++) 
        {
                DS1302_WriteByte(WRITE_RTC_ADDR[n],TIME[n]);        
        }
        DS1302_WriteByte(0x8E,0x80); 
}

void DS1302_ReadTime()
{
        unsigned char n;
        for (n=0; n<7; n++) 
        {
                TIME[n] = DS1302_ReadByte(READ_RTC_ADDR[n]);
        }                
}

void XMF_ShowRealTime()
{

        DispaySMG_Bit(SMG_NoDot[TIME[2]/16],0);        
        DelaySMG(500);
        DispaySMG_Bit(0xff,0);                        
        DispaySMG_Bit(SMG_NoDot[TIME[2]&0x0f],1);
        DelaySMG(500);
        DispaySMG_Bit(0xff,1);
        DispaySMG_Bit(SMG_NoDot[16],2);
        DelaySMG(500);
        DispaySMG_Bit(0xff,2);

        DispaySMG_Bit(SMG_NoDot[TIME[1]/16],3);
        DelaySMG(500);
        DispaySMG_Bit(0xff,3);
        DispaySMG_Bit(SMG_NoDot[TIME[1]&0x0f],4);
        DelaySMG(500);
        DispaySMG_Bit(0xff,4);
        DispaySMG_Bit(SMG_NoDot[16],5);
        DelaySMG(500);
        DispaySMG_Bit(0xff,5);

        DispaySMG_Bit(SMG_NoDot[TIME[0]/16],6);
        DelaySMG(500);
        DispaySMG_Bit(0xff,6);
        DispaySMG_Bit(SMG_NoDot[TIME[0]&0x0f],7);
        DelaySMG(500);
        DispaySMG_Bit(0xff,7);
}

main()
{
        DS1302_Config();
        while(1)
        {
                DS1302_ReadTime();
                XMF_ShowRealTime();
        }
}

 

posted on 2018-08-06 10:05  小蜜蜂老师  阅读(12221)  评论(0编辑  收藏  举报