DS1302时钟芯片的原理与应用
DS1302的工作原理
DS1302 的工作原理
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。
ds1302时钟芯片介绍
ds1302时钟芯片介绍
DS1302是由美国公司Maxim Integrated（原先Dallas Semiconductor）生产的一种时钟芯片。
它是用于计时和日期记录的低功耗时钟芯片，可以广泛应用于计算机、家用电器、电子设备和工业控制等领域。
DS1302采用SPI接口与微控制器进行通信，采用电池供电，具有低功耗特性。
它内部包含了时钟计数器、时钟发生器、RAM和控制逻辑等核心部件。
DS1302具有精确的时钟计数器，可以提供准确的时间和日期记录。
它采用32.768kHz的晶体振荡器作为时钟源，可以提供精确至秒级别的计时功能。
同时，它还具有256字节的RAM 用于存储用户数据和设置参数。
DS1302支持BCD码和二进制码两种时间格式，并可以进行自动切换。
除此之外，它还具有闹钟功能，可以设置多个闹钟，同时支持中断输出，可通过外部中断引脚触发。
DS1302有一套完善的控制指令集，通过SPI接口与微控制器进行通信。
微控制器可以通过发送指令来读取和写入时钟和RAM中的数据。
此外，它还具有写保护功能，可以设置只读或只写模式，保护计时和日期数据的安全性。
DS1302具有多种封装形式，如DIP、SOIC和TSSOP等，方便不同应用场景的安装和布局。
此外，它还具有宽工作温度范围和抗辐射等特性，适应各种恶劣环境下的工作。
总结起来，DS1302是一种集计时、日期记录和闹钟功能于一体的低功耗时钟芯片。
它准确可靠、功能丰富、易于使用，可广泛应用于各种电子设备和工业控制系统中。
实时时钟DS1302的原理与应用
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表4-3-1 日历、时钟寄存器及其控制字对照表
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表4-3-2 DS1302内部主要寄存器功能表
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其中CH：时钟停止位；为0时振荡器工作；为1时 振荡器停止；AP=1时为下午模式，为0时上午模 式；DS1302的控制字节说明如下： 1．DS1302的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。
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2．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位至高位7。
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4.3.3 DS1302的读写时序
不仅要向寄存器写入控制字。还需要读取相 应寄存器的数据。4.3.3 DS1302的读写时序要想 与DS1302通信，首先要先了解DS1302的控制字。 DS1302的控制字见6.5.4节内容。控制字的最高 有效位(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 至位1(A4～A0)：指示操作单元的地址；位0(最 低有效位)：如为0。
可编辑操作。 控制字总是从最低位开始输出。在控制字指令输 入后的下一个SCLK时钟的上升沿时，数据被写入 DS1302，数据输入从最低位(0位)开始。同样， 在紧跟8位的控制字指令后的下一个SCLK脉冲的 下降沿，读出DS1302的数据。读出的数据也是从 最低位到最高位。数据读写时序如下图4-3-3所 示。具体操作见驱动程序。
第3节-实时时钟DS1302的原理与应用(项目14)
本项目采用八位数码管显示时间，每两位之间利用 闪烁的“—”号表示走时，见图5-3-3所示。图中数码管的 驱动采用74HC573。DS1302的SCLK接单片机P3.7， I/O(SDA) 端口接P3.5，RST接P3.4；DS1302的X1和X2接32768Hz的标 准时钟晶振。
7
6
54321 0
寄存器名称
1 RAM/CK A4 A3 A2 A1 A0 RD/W
秒寄存器控制字
1
0
0 0 0 0 0 1/0
分寄存器控制字
1
0
0 0 0 0 1 1/0
时寄存器控制字
1
0
0 0 0 1 0 1/0
日寄存器控制字
1
0
0 0 0 1 1 1/0
月寄存器控制字
1
0
0 0 1 0 0 1/0
从由DS1302的读写时序可以看出，在SCLK上升沿来 到时写数据，下降沿来到时读数据，单片机向DS1302中发 送和接收的数据先从低位开始，因此在读写操作中需根据 读写时序完成一个字节的读写。
三、DS1302应用操作
DS1302应用操作包括向DS1302写一字节数据、读一 字节数据、读时间操作和调整时间操作。由于要先发送控 制字，从DS1302读时间需要调用一次写和一次读操作；向 对应地址读一字节数据需要调用两次写一字节数据操作， 此种操作用于调整时间。
//读1302数据
x = x >> 4;
dec
= dec + x * 10;
return(dec);
}
/*十进制到8421BCD码转换*/
uchar DEC_BCD_conv(uchar x)
ds1302的工作原理
ds1302的工作原理
DS1302是一款实时时钟芯片，它的工作原理基于振荡器和分频器的结合。
DS1302内置有一个32.768kHz的振荡器，它通过晶体的振荡来提供一个稳定的频率信号。
该频率信号被分频器分频为1Hz 的时间基准脉冲。
在工作时，DS1302通过上电复位电路初始化其内部寄存器。
然后，DS1302使用锁存器将振荡器输出的1Hz脉冲锁存到内部计数寄存器中。
计数寄存器以BCD（二进制编码十进制）的形式存储当前时间，包括年、月、日、小时、分钟和秒。
DS1302还具有一个写保护功能，可通过设置相应的控制寄存器位来使其处于只读模式，防止误操作或恶意更改。
为了确保数据的可靠性，DS1302将计数寄存器中的数据存储在内部的SRAM（静态随机存取存储器）中，并在断电时自动切换到备用电池供电模式，以保持数据的持久存储。
当外部电源重新接入时，DS1302会从SRAM中恢复数据，并通过锁存器将其重新加载到计数寄存器中。
除了主要的时钟功能外，DS1302还提供了定时器功能，可以设置定时器的触发时间和触发动作。
总的来说，DS1302的工作原理是通过内置的振荡器和分频器产生稳定的时钟脉冲，将时间数据以BCD格式存储在计数寄
存器中，并通过写保护和备用电池供电功能确保数据的可靠性和持久性。
ds1302数字时钟芯片
《DS1302数字时钟芯片》1. 内置电池备份功能，确保时间信息在断电情况下依然准确无误；2. 精度高，每月误差不超过±30秒；3. 支持秒、分、时、日、月、周、年的计时，满足日常生活和工作需求；4. 通过串行通信接口与单片机或其他设备进行数据交换，操作简单；5. 超低功耗设计，节能环保。
下面，让我们详细了解DS1302数字时钟芯片的内部结构、工作原理及实际应用。
《DS1302数字时钟芯片》二、内部结构与关键特性1. 时钟模块：包含了时钟振荡器、分频器以及时钟计数器。
振荡器采用32.768kHz的晶振，保证了时间的精确度。
分频器将振荡器输出的频率分频至1Hz，供时钟计数器使用。
2. RAM存储器：DS1302内置31字节静态RAM，可用于存储临时数据或用户自定义信息，方便在不干扰时钟运行的情况下进行数据保存。
3. 电源管理模块：DS1302具备掉电保护功能，当外部电源断电时，内置的锂电池可以自动为芯片供电，确保时钟正常运行。
4. 串行接口：采用三线接口（时钟线、数据线、复位线），简化了与外部设备的连接，便于实现数据的同步传输。
三、工作原理1. 初始化：通过复位线将DS1302复位，使其进入待命状态，准备接收命令。
2. 命令发送：单片机或其他控制器通过串行接口向DS1302发送命令，包括读/写时钟数据、RAM数据等。
3. 数据交换：在命令发送后，DS1302根据命令类型进行数据读出或写入操作。
数据传输过程中，时钟线控制数据同步，数据线传输数据位。
4. 数据处理：单片机接收到DS1302的数据后，可进行时间显示、闹钟设置等操作。
四、实际应用1. 智能家居：作为时间基准，用于家庭安防、照明、温控等系统的定时控制。
2. 儿童手表：为孩子提供准确的时间显示，便于家长监控和管理孩子的作息。
3. 工业自动化：在生产线控制、设备维护等领域，实现精确的时间记录和任务调度。
4. 环境监测：结合其他传感器，实现对环境数据的实时采集和记录，为环境保护提供数据支持。
ds1302时钟芯片工作原理
ds1302时钟芯片工作原理DS1302时钟芯片是一种常用的DIY实用型芯片，主要应用于存储时间和日期信息，它主要包括时间端口、RTC控制程序和RTC配置存储器。
它是一款基于CMOS技术的钟表芯片，它具有极低功耗、更快速的实时时钟，可以支持多种实时时钟功能。
DS1302时钟芯片的工作原理是：第一步，通过时间端口，分别将时间和日期的信息放入RTC的存储器；第二步，RTC控制程序将时钟日期的信息，自动加1累加；第三步，RTC芯片输出实时有效的时间日期信息。
总的来说，DS1302时钟芯片使用简单，操作灵活，它可以设定各种常见的时间格式，数字形式显示24小时制时间、12小时制时间和星期，易于操作和读取，在DIY领域有着广泛的应用。
它有一个特性：它支持Real-time秒读取和转换，RTC为精确的实时计时。
，可以满足大多数系统的需求，更可以连接到外部的按钮或者传感器，实现RTC 功能的灵活扩展。
DS1302时钟芯片从原理上看，可以很好的保持系统的准确时间，同时它可以满足实时计算、定时操作，可以实现自动计算、自动节能和不同时间控制功能，是DIY领域的低成本解决方案，使得DIY领域的应用更加强大。
实时时钟电路DS1302芯片的原理及应用
实时时钟电路DS1302芯片的原理及应用DS1302是一种实时时钟（RTC）电路芯片，由Dallas Semiconductor （现被Maxim Integrated收购）设计和制造。
它提供了一个准确的时间和日期计时功能，适用于许多应用，例如电子设备、仪器仪表、通讯设备和计算机系统等。
DS1302芯片的原理如下：1.时钟发生器：DS1302芯片内部集成了一个时钟发生器电路，它使用外部XTAL晶体和一个频率分频器来产生准确的时钟信号。
晶体的频率通常为32.768kHz，这是由于此频率具有较好的稳定性。
2.电源管理：DS1302芯片可以使用3V到5.5V的电源供电。
它内部具有电源管理电路，可以自动切换到低功耗模式以延长电池寿命。
3.时间计数器：DS1302芯片内部包含一个时间计数器，用于计算并保存当前时间、日期和星期。
它采用24小时制，并提供了BCD编码的小时、分钟、秒、日、月和年信息。
4.控制和数据接口：DS1302芯片使用串行接口与外部器件进行通信，如微控制器或外部检测电路。
控制和数据信息通过三根线SCLK（串行时钟）、I/O（串行数据输入/输出）和CE（片选）进行传输。
5.电源备份：为了确保即使在电源中断的情况下仍能保持时间数据，DS1302芯片通过附带的外部电池来提供电源备份功能。
当主电源中断时，芯片会自动切换到电池供电模式，并将时间数据存储在内部RAM中。
DS1302芯片的应用包括但不限于以下几个方面：1.时钟和日历显示：DS1302芯片可以直接连接到LCD显示屏、LED显示器或数码管等设备，用于显示当前时间和日期。
2.定时控制：DS1302芯片可以用作定时器或闹钟，在特定的时间触发一些事件。
例如，可以使用它作为控制家庭设备的定时开关。
3.数据记录：由于DS1302芯片具有时间计数功能，它可以用于记录事件的时间戳，如数据采集、操作记录或系统状态记录。
4.电源失效保护：DS1302芯片的电源备份功能可确保即使在电源中断的情况下，时间数据也能被保存，以避免系统重新启动后时间重置的问题。
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DS1302 时钟芯片的原理与应用1 写保护寄存器操作当写保护寄存器的最高位为0 时,允许数据写入寄存器,写保护寄存器可以通过命令字节8E 8F 来规定禁止写入/读出。
写保护位不能在多字节传送模式下写入Write_Enable:MOV Command,#8Eh ;命令字节为8EMOV ByteCnt,#1 ;单字节传送模式MOV R0,#XmtDat 数据地址覆给R0MOV XmtDat,#00h 数据内容为0 写入允许ACALL Send_Byte 调用写入数据子程序RET 返回调用本子程序处当写保护寄存器的最高位为1 时禁止数据写入寄存器Write_Disable:MOV Command,#8Eh ;命令字节为8EMOV ByteCnt,#1 ;单字节传送模式MOV R0,#XmtDat 数据地址覆给R0MOV XmtDat,#80h 数据内容为80h 禁止写入ACALL Send_Byte 调用写入数据子程序RET 返回调用本子程序处以上程序调用了基本数据发送(Send_Byte)模块及一些内存单元定义, 其源程序清单在附录中给出下面的程序亦使用了这个模块2 时钟停止位操作当把秒寄存器的第7 位时钟停止位设置为0 时起动时钟开始Osc_Enable:MOV Command,#80h ; 命令字节为80MOV ByteCnt,#1 ; 单字节传送模式MOV R0,#XmtDat 数据地址覆给R0MOV XmtDat,#00h 数据内容为0 振荡器工作允许ACALL Send_Byte 调用写入数据子程序RET 返回调用本子程序处当把秒寄存器的第7 位时钟停止位设置为1 时，时钟振荡器停止DS1320 进入低功耗方式Osc_Disable:MOV Command,#80h ;命令字节为80MOV ByteCnt,#1 ;单字节传送模式MOV R0,#XmtDat 数据地址覆给R0MOV XmtDat,#80h 数据内容为80h 振荡器停止ACALL Send_Byte 调用写入数据子程序RET 返回调用本子程序处3. 多字节传送方式当命令字节为BE 或BF 时DS1302 工作在多字节传送模式，8个时钟/日历寄存器从寄存器0 地址开始连续读写从0 位开始的数据，当命令字节为FE 或FF 时DS1302 工作在多字节RAM 传送模式31 个RAM 寄存器从0 地址开始连续读写从0 位开始的数据例如写入00 年6 月21 日星期三13 时59 分59 秒程序设置如下Write_Multiplebyte:MOV Command,#0BEh ;命令字节为BEhMOV ByteCnt,#8 ;多字节写入模式此模块为8 个MOV R0,#XmtDat 数据地址覆给R0MOV XmtDat,#59h 秒单元内容为59hMOV XmtDat+1,#59h 分单元内容为59hMOV XmtDat+2,#13h 时单元内容为13hMOV XmtDat+3,#21h 日期单元内容为21hMOV XmtDat+4,#06h 月单元内容为06hMOV XmtDat+5,#03h 星期单元内容为03hMOV XmtDat+6,#0 年单元内容为00hMOV XmtDat+7,#0 写保护单元内容为00hACALL Send_Byte 调用写入数据子程序RET 返回调用本子程序处读出寄存器0-7 的内容程序设置如下Read_Multiplebyte:MOV Command,#0BFh ;命令字节为BFhMOV ByteCnt,#8 ;多字节读出模式此模块为8 个MOV R1,#RcvDat 数据地址覆给R1ACALL Receive_Byte 调用读出数据子程序RET 返回调用本子程序处以上程序调用了基本数据接收(Receive_Byte)模块及一些内存单元定义, 其源程序清单在附录中给出下面的程序亦使用了这个模块4. 单字节传送方式例如写入8 时12 小时模式程序设置如下Write_Singlebyte:MOV Command,#84h ; 命令字节为84hMOV ByteCnt,#1 ; 单字节传送模式MOV R0,#XmtDat 数据地址覆给R0MOV XmtDat,#88h 数据内容为88hACALL Send_Byte 调用写入数据子程序RET 返回调用本子程序处上面所列出的程序模块Write_Enable Write_Disable Osc_Enable Osc_Disable与单字节写入模块Write_Singlebyte 的程序架构完全相同，仅只是几个入口参数不同本文是为了强调功能使用的不同才将其分为不同模块另外,与涓流充电相关的设定也是单字节操作方式,这里就不再单独列出,用户在使用中可灵活简略下面模块举例说明如何单字节读出小时单元的内容.Read_Singlebyte:MOV Command,#85h ; 命令字节为85hMOV ByteCnt,#1 ; 单字节传送模式MOV R1,#RcvDat 数据地址覆给R1ACALL Receive_Byte 调用读出数据子程序RET 返回调用本子程序处DS1302 应用电路原理图P87LPC764 单片机选取内部振荡及内部复位电路附录数据发送与接收模块源程序清单; CPU 工作频率最大不超过20MHz;******************************************************************** ************************; P87LPC762/4 主控器发送接受数据程序; 说明本程序是利用Philips 公司的P87LPC764 单片机任何具有51 内核或其它合适的单片机都可在此作为主控器的普通I/O 口(如P1.2/P1.3/P1.4)实现总线的功能对总线上的器件本程序采用DS1302进行读写操作命令字节在Command 传送字节数在ByteCnt 中所发送的数据在XmtDat 中所接收的数据在RcvDat 中;******************************************************************** ************************;P87LPC762/4 主控器总线发送接受数据程序头文件;内存数据定义BitCnt data 30h ; 数据位计数器ByteCnt data 31h ; 数据字节计数器Command data 32h ; 命令字节地址RcvDat DATA 40H ; 接收数据缓冲区XmtDat DATA 50H ; 发送数据缓冲区;端口位定义IO_DATA bit P1.3 ; 数据传送总线SCLK bit P1.4 ; 时钟控制总线RST bit P1.2 ; 复位总线;******************************************************************** ************************;发送数据程序;名称:Send_Byte;描述:发送ByteCnt 个字节给被控器DS1302;命令字节地址在Command 中;所发送数据的字节数在ByteCnt 中发送的数据在XmtDat 缓冲区中;******************************************************************** ************************Send_Byte:CLR RST 复位引脚为低电平所有数据传送终止NOPCLR SCLK 清时钟总线NOPSETB RST 复位引脚为高电平逻辑控制有效NOPMOV A,Command 准备发送命令字节MOV BitCnt,#08h 传送位数为8S_Byte0:RRC A 将最低位传送给进位位CMOV IO_DATA,C 位传送至数据总线NOPSETB SCLK 时钟上升沿发送数据有效NOPCLR SCLK 清时钟总线DJNZ BitCnt,S_Byte0 位传送未完毕则继续NOPS_Byte1：准备发送数据MOV A,@R0 传送数据过程与传送命令相同MOV BitCnt,#08hS_Byte2：RRC AMOV IO_DATA,CNOPSETB SCLKNOPCLR SCLKDJNZ BitCnt,S_Byte2INC R0 发送数据的内存地址加1DJNZ ByteCnt,S_Byte1 字节传送未完毕则继续NOPCLR RST 逻辑操作完毕清RSTRET;******************************************************************** *******************;接收数据程序;;名称:Receive_Byte;描述:从被控器DS1302 接收ByteCnt 个字节数据;命令字节地址在Command 中;所接收数据的字节数在ByteCnt 中接收的数据在RcvDat 缓冲区中;******************************************************************** ***************Receive_Byte:CLR RST ;复位引脚为低电平所有数据传送终止NOPCLR SCLK 清时钟总线NOPSETB RST ;复位引脚为高电平逻辑控制有效MOV A,Command 准备发送命令字节MOV BitCnt,#08h 传送位数为8R_Byte0:RRC A 将最低位传送给进位位CMOV IO_DATA,C 位传送至数据总线NOPSETB SCLK 时钟上升沿发送数据有效NOPCLR SCLK 清时钟总线DJNZ BitCnt,R_Byte0 位传送未完毕则继续NOPR_Byte1: 准备接收数据CLR A 清类加器CLR C 清进位位CMOV BitCnt,#08h 接收位数为8R_Byte2:NOPMOV C,IO_DATA 数据总线上的数据传送给CRRC A 从最低位接收数据SETB SCLK 时钟总线置高NOPCLR SCLK 时钟下降沿接收数据有效DJNZ BitCnt,R_Byte2 位接收未完毕则继续MOV @R1,A 接收到的完整数据字节放入接收内存缓冲区INC R1 接收数据的内存地址加1DJNZ ByteCnt,R_Byte1 字节接收未完毕则继续NOPCLR RST 逻辑操作完毕清RSTRETEND实时时钟电路DS1302的原理及应用2009-04-15 20:06摘要：介绍美国DALLAS公司推出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。