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DS1302时钟芯片简介
DS1302是DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片，内含一个实时时钟/日历和31字节静态RAM，可以通过串行接口与单片机进行通信。实时时钟/日历电路提供秒、分、时、日、星期、月、年的信息，每个月的天数和闰年的天数可自动调整，时钟操作可通过AM/PM标志位决定采用24或12小时时间格式。DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信，仅需三根I/O线：复位（RST）、I/O数据线、串行时钟（SCLK）。时钟/RAM的读/写数据以一字节或多达31字节的字符组方式通信。DS1302工作时功耗很低，保持数据和时钟信息时，功耗小于1mW。 DS1302的内部结构
DS1302的外部引脚功能说明如图3所示：
X1，X2 GND RST I/O SCLK VCC1
32.768kHz晶振引脚 地 复位
数据输入/输出 串行时钟 电池引脚
VCC2
图3 DS1302封装图
主电源引脚
DS1302的内部结构如图4所示，主要组成部分为：移位寄存器、控制逻辑、振荡器、实时时钟以及RAM。虽然数据分成两种，但是对单片机的程序而言，其实是一样的，就是对特定的地址进行读写操作。
图4 DS1302的内部结构图
DS1302含充电电路，可以对作为后备电源的可充电电池充电，并可选择充电使能和串入的二极管数目，以调节电池充电电压。不过对我们目前而言，最需要熟悉的是和时钟相关部分的功能，对于其它参数请参阅数据手册。 DS1302的工作原理
DS1302工作时为了对任何数据传送进行初始化，需要将复位脚（RST）置为高电平且将8位地址和命令信息装入移位寄存器。数据在时钟（SCLK）的上升沿串行输入，前8位指定访问地址，命令字装入移位寄存器后，在之后的时钟周期，读操作时输出数据，写操作时输出数据。时钟脉冲的个数在单字节方式下为8+8（8位地址+8位数据），在多字节方式下为8加最多可达248的数据。 DS1302的寄存器和控制命令
对DS1302的操作就是对其内部寄存器的操作，DS1302内部共有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。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以外的寄存器。日历、时间寄存器及控制字如表1所示：
表1：日历、时钟寄存器与控制字对照表 7 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
6 RAM/CK 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
5 A4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
4 A3 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1
3 A2 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1
2 A1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1
1 A0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
0 RD/W
寄存器名称 秒寄存器 分寄存器 小时寄存器 日寄存器 月寄存器 星期寄存器 年寄存器 写保护寄存器 慢充电寄存器 时钟突发寄存器
最后一位RD/W，为“0”时表示进行写操作，为“1”时表示读操作。 DS1302内部寄存器列表如表2所示：
表2：DS14302内部主要寄存器分布表 命令字 写 80H 82H 84H 86H
读 81H 83H 85H 87H
00-59 00-59 01-12或00-23 01-28,29,30,31
取值范围
7 CH 0 12/24 0 0
0 6
5 10SEC 10MIN A
HR 10DATE 各位内容
4
3 2 1 0
SEC MIN HR DATE
寄存器名称 秒寄存器 分寄存器 小时寄存器 日期寄存器
月份寄存器 周寄存器 年份寄存器
88H 8AH 8CH
89H 8BH 8DH
01-12 01-07 00-99
0 0
0 0
0 0
10M 0
0
MONTH DAY YEAR
10YEAR
DS1302内部的RAM分为两类，一类是单个RAM单元，共31个，每个单元为一个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；再一类为突发方式下的RAM，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）。
我们现在已经知道了控制寄存器和RAM的逻辑地址，接着就需要知道如何通过外部接口来访问这些资源。单片机是通过简单的同步串行通讯与DS1302通讯的，每次通讯都必须由单片机发起，无论是读还是写操作，单片机都必须先向DS1302写入一个命令帧，这个帧的格式如表1所示，最高位BIT7固定为1，BIT6决定操作是针对RAM还是时钟寄存器，接着的5个BIT是RAM或时钟寄存器在DS1302的内部地址，最后一个BIT表示这次操作是读操作抑或是写操作。
物理上，DS1302的通讯接口由3个口线组成，即*RST，SCLK，I/O。其中*RST从低电平变成高电平启动一次数据传输过程，SCLK是时钟线，I/O是数据线。具体的读写时序参考图5，但是请注意，无论是哪种同步通讯类型的串行接口，都是对时钟信号敏感的，而且一般数据写入有效是在上升沿，读出有效是在下降沿（DS1302正是如此的，但是在芯片手册里没有明确说明），如果不是特别确定，则把程序设计成这样：平时SCLK保持低电平，在时钟变动前设置数据，在时钟变动后读取数据，即数据操作总是在SCLK保持为低电平的时候，相邻的操作之间间隔有一个上升沿和一个下降沿。
SCLK *RST I/O
图5 DS1302的命令字结构
SCLK为0——写入的数据——SCLK为1——SCLK为0——读出的数据