时钟芯片DS1302的原理及应用

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1、摘耍：介绍美国DALLAS公司推岀的具有涓细电流充电能力的低功耗实时时钟电路DS1302的结构、工作原理及其在实时显示时间中的应用。它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计吋，且具有闰年补偿等多种功能。给出DS1302在读写屮的C51程序及流程图，以及在调试过程屮的注意事项。关键词：时钟电路；实时时钟；单片机；应用1引言现在流行的串行时钟电路很多，如DS1302、DS1307.PCF8485等。这些电路的接口简单、价格低廉、使用方便，被广泛地采用。本文介绍的实时时钟电路DS1302是DALLAS公司的一种具有涓细电流充电能力的电路，主要特点是采用串行数据传输，可为掉

2、电保护电源提供可编程的充电功能，并且可以关闭充电功能。采用普通32.768kHz晶振。2DS1302的结构及工作原理DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、FI、周H、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V〜5.5Vo采用三线接口与CPU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信号或RAM数据。DS1302内部有一个31X8的用于临时性存放数据的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升级产品，与DS1202兼容，但增加了主电源/后背电源双电源引脚，同时提供了对后背电源进行涓细

3、电流充电的能力。2.1引脚功能及结构图1示出DS1302的引脚排列，其中Vccl为后备电源，VCC2为主电源。在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。DS1302由Vccl或Vcc2两者屮的较大者供电。当Vcc2大于Vccl+O.2V时，Vcc2给DS1302供电。当Vcc2小于Vccl时，DS1302由Vccl供电。XI和X2是振荡源，外接32.768kHz晶振。RST是复位/片选线，通过把RST输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。RST输入有两种功能：首先，RST接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供终止单字节或多字节数据的传送手

4、段。当RST为高屯平时，所有的数据传送被初始化，允许对DS1302进行操作。如果在传送过程中RST置为低电平，则会终止此次数据传送，I/O引脚变为高阻态。上电运行时，在Vcc>2.5V之前，RST必须保持低电平。只有在SCLK为低电平时，才能将RST置为高电平。I/O为串行数据输入输出端（双向），后面有详细说明。SCLK始终是输入端。Vcci匚1負~~1Vcc：xilZ27二］SCI.K心匚36"~1I/OGN1）匚4$ISI衍示为DS1302的引柯田2.2DS1302的控制字节DS1302的控制字如图2所示。控制字节的最高有效位（位7）必须是逻辑1,如果它为0,则不

5、能把数据写入DS1302中，位6如果为0,则表示存取日历时•钟数据，为1表示存取RAM数据;位5至位1指示操作单元的地址;最低有效位（位0）如为0表示要进行写操作，为1表示进行读操作，控制字节总是从最低位开始输出。S2DSI3O2的牠济字哲2.3数据输入输出(I/O)在控制指令字输入后的下一个SCLK时钟的上升沿时，数据被写入DS1302,数据输入从低位即位0开始。同样，在紧跟8位的控制指令字后的下一个SCLK脉冲的下降沿读出DS1302的数据，读出数据时从低位0位到高位7。2.4DS1302的寄存器DS1302有12个寄存器，其屮有7个寄存器与口历、时钟相关，存放的

6、数据位为BCD码形式，其日历、时间寄存器及其控制字见表1。»I日历•时间寄存！i及11控制字wira繪7J内禅65432I0SOUam00-59CHIOSFZMX碇HSMI00-590IOMIMINMl8SII01•2AM・2312/24010HRHKS6H87112^.29.00IOD%rEDVH：8KHR9II01-12000I0MMOM1ISAII8HH01-0700000onSCHKDII00-99I0YMKYLAK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外

7、的所有寄存器内容。DS1302与RAM相关的寄存器分为两类：一类是单个RAM单元,共31个，每个单元组态为一个8位的字节，其命令控制字为COH-FDH,其中奇数为读操作，偶数为写操作；另一类为突发方式下的RAM寄存器，此方式下可一次性读写所有的RAM的31个字节，命令控制字为FEH(写)、FFH(读)。3DS1302实时显示时间的软硬件DS1302与CPU的连接需要三条线，即SCLK(7)、I/0(6)、RST(5)。图3示出DS1302与89C2051的连接图，其屮，时钟的显示用LCD。3.1DS1302与CPU的连接实际上，在调试程序时可以不加电