51单片机操作DS1302时钟芯片

DS1302通过3根线与MCU连接串行数据发送，接收时钟信号由MCU发送，可外接备用电池以便主电源断电后不丢失数据，并可编程对备用电源充电。

DS1302的结构如下：

 外部结构：

内部结构：

 
 对DS1302的操作一般只有两种：读数据和写数据

读数据即读出芯片RAM中的日期，时间等信息，写数据即修改这些信息。

数据的读写是以字节为单位操作的，

读操作函数要完成的功能便是传入一个一字节表示特定的地址，函数返回该地址RAM中一字节或多字节的数据。

写操作函数需要传入两个参数：地址和要写的数据；函数将要写的一字节数据写入给定的地址。

对于同一个内容，读和写通过地址中一个标志位来区分，因此表现出来就是读和写的地址不一样，这样芯片通过地址来区分你是要还是要写；例如读秒的地址是0x81,而写秒的地址是0x80;

因此我们首先就要写读数据和写数据的两个函数：

首先要分析读操作的时序：

 CE，SCLK，I/O是单片机与DS1302连接的三条线，要进行读操作，首先把CE和SCLK置0，准备读数据。

CE是使能信号，只有他为高才能进行操作。读数据操作实际上是先写后读的操作，因为要先写入地址，然后读该地址的数据。图中带箭头的脉冲跳变表示起作用的脉冲跳变，因此读数据时上升沿有效，即SCLK从0变1的瞬间，I/O线上的数据就会被写入DS1302。而读出是下降沿有效，即DS1302会在每个下降沿的时候修改数据线上的数据，因此，从此刻到下一个下降沿的这段时间内，MCU读数据线上的数据都是正确的。

要注意MCU写完一个字节后第一个下降沿DS1302就开始送出数据了读写都是从低位到高位。

所以就可以写程序了：

/********读DS1302,1字节**********/
uchar DS1302Read(uchar add)
{   uchar a, d=0;
    TCE = 0;
    TCLK = 0;
    TCE=1;
    for(a=0; a<8; a++)	//发送控制字节
    {
        TCLK=0;
        TIO= add & 0x01;
        TCLK=1;//制造上升沿
        add>>=1;
    }
    for(a=0; a<8; a++)	//读1字节数据
    {
        TCLK=1;
        d >>= 1;//右移1位
        TCLK=0;//制造下降沿
        if(TIO) {//如果读到1
            d |= 0x80;//把最高位置1
        }
    }
    TCE=0;				//拉低TCE
    //return dec(d);		//读取的数据转换成十进制
  return d;
}

 

 

 

 写数据简单，一次性把两个字节全部写进去就行了：

 写数据程序：

/*******向DS1302写入一字节数据*********/
void DS1302Write(uchar add,uchar d)
{
    uchar a;
    //d = hex(d);	//转换为BCD码
    TCE=0;		//拉低TCE引脚，终止数据传输
    TCLK=0;		//拉低TCLK引脚，清零时钟线
    TCE=1;		//拉高TCE引脚，所有数据传输都要拉高TCE脚，启动控制逻辑
    //先写入控制字节
    for(a=0; a<8; a++)
    {
        TIO= add & 0x01;	//TIO引脚准备好要写入的1位数据
        TCLK=1;				//TCLK上升沿，1位数据从TIO脚写入，低位先写入
        add>>=1;			//数据右移1位
        TCLK=0;				//拉低TCLK，为下次写入准备，循环8次写入1字节
    }
    //再写入数据字节
    for(a=0; a<8; a++)
    {
        TIO= d & 0x01;
        TCLK=1;
        d>>=1;
        TCLK=0;
    }
    TCE=0;		//数据传输完拉低TCE
}

 

 有了读数据和写数据功能，就成功了一半了，接下来就是要搞懂每个地址所对应数据的结构和含义：

首先是与时间有关的，一般也就操作这些寄存器就可以读写时间。

 

 前两栏是地址，后面是各位所代表的含义：例如秒寄存器的最后一位bit7叫CH表示暂停时钟的，比如说用代码：

write1302(0x80,0x80) //写1000 0000

 

这样就把地址为0x80寄存器的CH位置为1，其他位为0，这样的操作就使时钟暂停了，并且秒也置为0；

但是单这样操作是不能修改数据的，DS1302只有地址为0x8e的WP即写保护开关可以随意修改，其他数据要在写保护开关关闭时才能写，如：

write1302(0x8e,0x00)//关闭写保护 
write1302(0x80,0x01)//秒置为1
 write1302(0x8e,0x80)//打开写保护

 

 另外使用寄存器0xbf/0xbe可以批量读写数据：

如果备用电池是充电电池或者电容，可以通过寄存器90h设置涓流充电二极管(1~2个)和电阻(2k,4k,8k)可选，

要充电的话高四位必须是1010，低四位选择二极管和电阻：

 控制方式：

 只有这六种控制方式，只要不在这六中之内，则断电。

从表中可以看到，我们从寄存器取得的时分秒等信息不能直接使用，因为它的高四位一般代表一位代表10，而低四位代表1，也就是用BCD码表示的。如代表年的寄存器高四位以为就代表10年，而第四位只代表1年，所以在写入的时候和读取的时候还要做一些转换。

#define hex(dat) (dat / 10 * 16 + (dat % 10)) //十进制转BCD码 

#define dec(dat) ((dat >> 4)* 10 + (dat & 0x0f)) //BCD码转十进制 

 

所以，如果要在秒寄存器中写入23，可以直接写入0x23,

也可以使用上面写的预处理函数hex(23),效果一样(hex(23)的作用就是把23转换成0x23)。