DS1302的工作原理

DS1302工作時(shí)為了對(duì)任何數(shù)據(jù)傳送進(jìn)行初始化，需要將復(fù)位腳(RST)置為高電平且將8位地址和命令信息裝入移位寄存器。數(shù)據(jù)在時(shí)鐘(SCLK)的上升沿串行輸入，前8位指定訪問(wèn)地址，命令字裝入移位寄存器后，在之后的時(shí)鐘周期，讀操作時(shí)輸出數(shù)據(jù)，寫(xiě)操作時(shí)輸出數(shù)據(jù)。時(shí)鐘脈沖的個(gè)數(shù)在單字節(jié)方式下為8+8(8位地址+8位數(shù)據(jù))，在多字節(jié)方式下為8加最多可達(dá)248的數(shù)據(jù)。

DS1302的寄存器和控制命令

對(duì)DS1302的操作就是對(duì)其內(nèi)部寄存器的操作，DS1302內(nèi)部共有12個(gè)寄存器，其中有7個(gè)寄存器與日歷、時(shí)鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為BCD碼形式。此外，DS1302還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時(shí)鐘突發(fā)寄存器及與RAM相關(guān)的寄存器等。時(shí)鐘突發(fā)寄存器可一次性順序讀寫(xiě)除充電寄存器以外的寄存器。日歷、時(shí)間寄存器及控制字如表1所示：

表1：日歷、時(shí)鐘寄存器與控制字對(duì)照表

日表2：DS14302內(nèi)部主要寄存器分布表

DS1302內(nèi)部的RAM分為兩類(lèi)，一類(lèi)是單個(gè)RAM單元，共31個(gè)，每個(gè)單元為一個(gè)8位的字節(jié)，其命令控制字為COH~FDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫(xiě)操作;再一類(lèi)為突發(fā)方式下的RAM，此方式下可一次性讀寫(xiě)所有的RAM的31個(gè)字節(jié)，命令控制字為FEH(寫(xiě))、FFH(讀)。

我們現(xiàn)在已經(jīng)知道了控制寄存器和RAM的邏輯地址，接著就需要知道如何通過(guò)外部接口來(lái)訪問(wèn)這些資源。單片機(jī)是通過(guò)簡(jiǎn)單的同步串行通訊與DS1302通訊的，每次通訊都必須由單片機(jī)發(fā)起，無(wú)論是讀還是寫(xiě)操作，單片機(jī)都必須先向DS1302寫(xiě)入一個(gè)命令幀，這個(gè)幀的格式如表1所示，最高位BIT7固定為1，BIT6決定操作是針對(duì)RAM還是時(shí)鐘寄存器，接著的5個(gè)BIT是RAM或時(shí)鐘寄存器在DS1302的內(nèi)部地址，最后一個(gè)BIT表示這次操作是讀操作抑或是寫(xiě)操作。

物理上，DS1302的通訊接口由3個(gè)口線組成，即RST，SCLK，I/O。其中RST從低電平變成高電平啟動(dòng)一次數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程，SCLK是時(shí)鐘線，I/O是數(shù)據(jù)線。具體的讀寫(xiě)時(shí)序參考圖5，但是請(qǐng)注意，無(wú)論是哪種同步通訊類(lèi)型的串行接口，都是對(duì)時(shí)鐘信號(hào)敏感的，而且一般數(shù)據(jù)寫(xiě)入有效是在上升沿，讀出有效是在下降沿(DS1302正是如此的，但是在芯片手冊(cè)里沒(méi)有明確說(shuō)明)，如果不是特別確定，則把程序設(shè)計(jì)成這樣：平時(shí)SCLK保持低電平，在時(shí)鐘變動(dòng)前設(shè)置數(shù)據(jù)，在時(shí)鐘變動(dòng)后讀取數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)操作總是在SCLK保持為低電平的時(shí)候，相鄰的操作之間間隔有一個(gè)上升沿和一個(gè)下降沿。

圖5 DS1302的命令字結(jié)構(gòu)