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单的串行接口与微处理器通信。实时时钟/日历提供秒、分、时、日、周、月和年等信息。对于小于31天的月和月末的日期自动调整，还包括闰年校正的功能。时钟的运行可以采用24h或带AM(上午)/PM（下午）的12h格式。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有主电源/后备电源双电源引脚：Vcc1在单电源与电池供电的系统中提供低电源，并提供低功率的电池备份；Vcc2在双电源系统中提供主电源，在这种运用方式中，Vcc1连接到备份电，以便在没有主电源的情况下能保存时间信息以及数据。DS1302由Vcc1或Vcc2中较大者供电。当Vcc2大于Vcc1+0.2V时，Vcc2给DS1302供电；当Vcc2小于Vcc时， DS13026由Vcc1供电。
4.2.2 DS1302数据操作原理
DS1302在任何数据传送时必须先初始化，把RST脚置为高电平，然后把8位地址和命令字装入移位寄存器，数据在SCLK的上升沿被输入。无论是读周期还是写周期，开始8位指定40个寄存器中哪个将被访问到。在开始8个时钟周期，把命令字节装入移位寄存器之后，另外的时钟周期在读操作时输出数据，在写操作是写入时写入数据。时钟脉冲的个数在单字节方式下为8加8，在多字节方式下为8加字节数，最大可达248字节数。
如果在传送过程中置RST脚为低电平，则会终止本次数据传送，并且I/O引脚变为高阻态。上电运行时，在Vcc大于等于2.5V之前,RST脚必须保持低电平。只有在SCLK为低电平时，才能将RST置为高电平。DS1302的引脚及内部结构图如图4.1所示，表4.1为各引脚的功能。
DS1302的控制字如图4.2所示。控制字节的最高位（位7）必须是逻辑1；如果它为0，则不能把数据写入到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5～1（A4～A0）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入/输出。
为了提高对32个地址的寻址能力（地址/命令位1～5=逻辑1），可以把时钟/日历或RAM寄存器规定为多字节（burst）方式。位6规定时钟或RAM，而位0规定读或写。在时钟/日历寄存器中的地址9～31或RAM寄存器中的地址31不能寄存数据。在多字节方式中，读或写从地址0的位0开始。必须按数据传送的
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次序写最先的8个寄存器。但是，当以多字节方式写RAM时，为了传送数据不必写所有31字节。不管是否写了全部31字节，所写的每一字节都将传送至RAM。
Vcc2 X1 X2 GND 1 2 3 4 8 7 6 5 Vcc1 SCLK I/O RST
Vcc1 Vcc2 GND I/O 电源 控制 实时时钟 输入移位寄存器 DATA BUS 32.768kHz X1 振荡器与分频器 X2
SCLK RST 命令与 控制逻辑 31×8RAM 图 4.1 DS1302引脚及内部结构
表 4.1 DS1302引脚功能
引脚号 1 2,3 4 5 6 7 8
1 RAM A4 A3 A2 A1 A0 RAM K 引脚名称 Vcc2 X1，X2 GND RST I/O SCLK Vcc1 功 能 主电源 振荡源，外界32.768kHz晶振 地线 复位/片选线 串行数据输入/输出端(双向) 串行数据输入端 后备电池 CK 图 4.2 DS1302的控制字
DS1302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。其日历、时间寄存器及其控制字见表3.2，其中奇数为读操作，偶数为写操作。
时钟暂停：秒寄存器的位7定义位时钟暂停位。当它为1时，DS1302
停止震荡，进入低功耗的备份方式。通常在对DS1302进行写操作时（如进入时
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钟调整程序），停止震荡。当它为0时，时钟将开始启动。
AM－PM/12－24[小]时方式：[小]时寄存器的位7定义为12或24[小]
时方式选择位。它为高电平时，选择12[小]时方式。在此方式下，位5是AM/PM位，此位是高电平时表示PM低电平表示AM。在24[小]时方式下，位5为第二个10[小]时位（20～23h）。
表 4.2 内部寄存器地址和内容
积存器名 秒积存器 分积存器 [小]时积存器 日积存器 月积存器 周积存器 年积存器
DS1302的晶震选用32.768kHz，电容推荐值为33pF，因为震荡频率
较低，也可以不接电容，对计时精度影响不大。
命令字节 写 读 80H 82H 84H 85H 88H 8AH 8CH 取值范围 积存器内容 7 0 12/24 0 0 0 6 5 4 3 2 1 0 SEC MIN CH 10S 10 min 81H 00~59 83H 00~59 85H 00~23或01~12 87H 01~28，29，30，31 89H 01~12 8BH 01~07 D3H 00~99 0 10A/HR HR P 0 10DATE DATE 0 0 0 0 10M MONTH 0 0 DAY YEAR 10YEAR 4.3 测温电路的设计
测温电路主要使用温度传感器DS18B20，由于精度要求不高所以采用2位共阳LCD数码管以动态扫描法实现温度显示。其设计原理图如附件一所示。
4.3.1 温度传感器工作原理
DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要示通过简单的编程实现9～12位的数字值读数方式。DS18B20的性能特点如下：
独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；
多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现多点组网功能； 无须外部器件；
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可通过数据线供电，电压范围为3.0～3.5V； 零待机功耗；
温度以9或12数字量读出；
用户可定义的非易失性温度报警设置；
报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件； 负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。
DS18B20采用3脚PR—35封装或８脚SOIC封装，其内部结构框图如图4.3所示。
64位ROM的位结构如图4.4所示。开始8位是产品类型的编号，接着是每个器件的唯一的序号，共有48位，最后8位是前面56位的CRC检验码，这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因。非易失性温度报警触发器TH和TL，可通过软件写入户报警上下限。
DS18B20温度传感器的内部存储器还包括一个调整暂存RAM和一个易失性的可电擦除的EERAM。高速暂存RAM的结构为8字节存储器，结构如图4.5所示。头2个字节包含测得的温度信息，第3和第4节是TH和TL的拷贝，是易失的，每次上电复位时被刷新。第5个字节为配置寄存器，它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率。DS18B20工作时按此寄存器中的分辨率将温度转换为相应精度的数值。该字节各位的定义如图4.6所示。低5位一直1，M是测试模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式。在DS18B20出厂时该位被设置为0，用户不要去改动，R1和R0决定温度转换的精度位数，即用来设置分辨率，定义方法见表4.3。
由表4.3可见，DS18B20温度转换的时间比较长，而且设定的分辨率越高，所需要的温度数据转换时间就越长。因此，在实际应用中要将分辨率和转换时间权衡考虑。
高速暂存RAM的第6、7、8字节保留未用，表现为全逻辑1。第9字节读出前面所有8字节的CRC码，可用来检验数据，从而保证通信数据的正确性。
当DS18B20接收到温度转换命令后，开始启动转换。转换完成后的温度值就以16位带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存存储器的第1、2字节。
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