代码收藏家 蓝桥杯单片机比赛学习：12、DS1302时钟基本原理与使用方法
DS1302是 DALLAS 公司推出的时钟芯片，内含一个实时时钟/日历和 31字节静态 RAM，通过简单的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、周、月、年的信息，每月的天数和闰年的天数可自动调整。但是在我们比赛中一般只需要写/读时钟。
基本原理
DS1302可以采用 24 或 12 小时格式。DS1302 与单片机之间能简单地采用同步串行方式进行通信，仅用到三个口线： RES 复位、 I/O 数据和 SCLK 串行时钟。操作 DS1302 的大致过程，就是将各种数据写入 DS1302 的寄存器，以设置它当前的时间格式。然后使 DS1302 开始运作，DS1302 时钟会按照设置情况运转， 再用单片机将其寄存器内的数据读出。但这些底层的通讯方式都是不需要我们自己写的，一般比赛的时候会给出底层驱动代码，读写操作函数都是封装好的，我们只需要调用就可以。
写操作
DS1302 写字节时序如图 1所示。第一个字节是地址字节，第二个字节是数据字节。 并且都在SCLK的上升沿写入才有效。代码如下：Write_Ds1302_Byte( address, dat )
读操作
DS1302 读字节时序如图 2所示。 读一个字节和写一个字节有明显的不同，先是写地址字节，然后再读数据字节，写地址字节时上升沿有效，而读数据字节时下降沿有效。代码如下：Read_Ds1302_Byte ( address )
重要寄存器！！！
以下寄存器是我们设置时钟和读写时钟时使用最多的！！！
1、当我们在设置时钟时，我们需要知道时分秒年月日星期对应的寄存器地址，也就是WRITE:0x80、0x82、0x84、0x86、0x88、0x8a、0x8c这几个地址，这里不需要牢记，在考试中有数据手册（只要会查会使用即可）
2、当我们读取时钟数据时，我们也需要知道时分秒年月日星期对应的寄存器地址，也就是READ:0x81、0x83、0x85、0x87、0x89、0x8b、0x8d这几个地址。
注：当我们在设置时钟时（也就是写操作时），设置时间之前需要对0x8e地址写入0x00，也就是解除写保护（将WP标志位置0）；设置时间之后需要对0x8e地址写入0x80，也就是打开写保护（将WP标志位置1）
设置时间的函数
void init_1302(void)/* 初始化时间为23:59:00（年月日的设置也是如此） */
{
Write_Ds1302_Byte(0x8e,0x00);/* 打开写操作 */
Write_Ds1302_Byte(0x80,0x00);
Write_Ds1302_Byte(0x82,0x59);
Write_Ds1302_Byte(0x84,0x23);
Write_Ds1302_Byte(0x8e,0x80);/* 关闭写操作 */
}
/* 可以传入参数，使用按键设置具体时间 */
void set_1302(void)
{
Write_Ds1302_Byte(0x8e,0x00);
Write_Ds1302_Byte(0x80,sec);
Write_Ds1302_Byte(0x82,min);
Write_Ds1302_Byte(0x84,hour);
Write_Ds1302_Byte(0x8e,0x80);
SMG_Display(hour, min, sec);
}读取时间的函数
void read_1302(void)
{
sec=Read_Ds1302_Byte(0x81);/* 读取“秒”数据地址 */
min=Read_Ds1302_Byte(0x83);/* 读取“分”数据地址 */
hour=Read_Ds1302_Byte(0x85);/* 读取“时”数据地址 */
SMG_Display(hour, min, sec);
}数码管时间显示
由于从DS1302寄存器中读取的数据不是具体的数（是BCD码），所以我们不能直接读取时间显示在数码管中，这里我们需要转换一下。
例如：我们从0x85地址读到数据为36,这时我们将此数据直接写入数码管显示是不正确的。他需要转码（BCD转为10进制）。36（10进制）实际上就是0x24（16进制），这时我们就需要使用取整或者取余的方法将0x24（16进制）转化成24（10进制），方便数码管显示。
取整：36（0x24）/16 = 2
取余：36（0x24）%16 = 4
这样我们就可以将BCD码转化成10进制数。代码如下：
SMG_Display_Bit(1,SMG_Dot[hour/16]);
SMG_Display_Bit(2,SMG_Dot[hour%16]);
SMG_Display_Bit(4,SMG_Dot[min/16]);
SMG_Display_Bit(5,SMG_Dot[min%16]);
SMG_Display_Bit(7,SMG_Dot[sec/16]);
SMG_Display_Bit(8,SMG_Dot[sec%16]);按键操作设置时间
当我们操作按键设置时间时，如按下s5 分（min）加1，按下s6 分（min）减1，这时我们不能直接对读出的数据进行加减计算，必须转化成特殊的形式进行加减运算。
如：当我们读出“36”时（它其实是0x24，也就是我们看到的24分）此时对“36”进行加1运算
37（10进制）~ 25（16进制）
38（10进制）~ 26（16进制）
。。。。
41（10进制）~ 29（16进制）
42（10进制）~ 2A（16进制）/*发现并不是30了，此时数码管显示就会出错*/
所以，就得将“36”通过取余或取整转化为“24”（并不是16进制），再进行加减，最后再转化为16进制数就不会出错了。
char min;/* 注意！！！此处设置变量时，需要设置 有符号 字符型，因为下面要与“0”进行比较 */
if(s5==0)
{
delay_ms(10);
if(s5==0)
{
if(flag==1)
{
min=(min/16)*10+(min%16);/* （将10进制转化为16进制形式。例如：我们将实际读出36(10进制)转换为24（也就是36的16进制形式），方便加减运算 */
min++;
if(min>59)
min=0;
min=(min/10)*16+(min%10);/* 10进制转化成16进制 */
set_1302();
}
while(s5==0)
{
SMG_Display(hour, min, sec);
}
}
}
if(s6==0)
{
delay_ms(10);
if(s6==0)
{
if(flag==1)
{
min=(min/16)*10+(min%16);
min--;
if(min<0)
min=59;
min=(min/10)*16+(min%10);
set_1302();
}
while(s6==0)
{
SMG_Display(hour, min, sec);
}
}
}下述为小蜜蜂老师的讲解：
代码实现：
此处引用小蜜蜂老师的题目：蓝桥杯单片机 | 特训案例【进阶10】DS1302实时时钟的基本应用 (qq.com)
main.c
#include "ds1302.h"
#include "smg.h"
#include "key.h"
void System_init(void)
{
Select_HC573(0,0x00);
Select_HC573(4,0xff);
Select_HC573(5,0x00);
SMG_Display_All(0xff);
init_1302();
}
void main(void)
{
System_init();
while(1)
{
read_1302();
key_scan();
}
}smg.c
#include "smg.h"
unsigned char code SMG_Dot[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};
void Delay1ms() //@12.000MHz
{
unsigned char i, j;
i = 12;
j = 169;
do
{
while (--j);
} while (--i);
}
void delay_ms(unsigned int ms)
{
while(ms--)
Delay1ms();
}
void Select_HC573(unsigned char channel,unsigned char dat)
{
P0=0x00;
P0=dat;
switch(channel)
{
case 4:
P2=(P2&0X1F)|0X80;
break;
case 5:
P2=(P2&0X1F)|0Xa0;
break;
case 6:
P2=(P2&0X1F)|0Xc0;
break;
case 7:
P2=(P2&0X1F)|0Xe0;
break;
case 0:
P2=(P2&0X1F)|0X00;
break;
}
P2=(P2&0X1F)|0X00;
}
void SMG_Display_Bit(unsigned char pos,unsigned char value)
{
Select_HC573(6,0x01<<pos-1);
Select_HC573(7,value);
delay_ms(2);
Select_HC573(6,0x01<<pos-1);
Select_HC573(7,0xff);
}
void SMG_Display_All(unsigned char value)
{
Select_HC573(6,0xff);
Select_HC573(7,value);
}
void SMG_Display(unsigned char hour, unsigned char min, unsigned char sec)
{
SMG_Display_Bit(1,SMG_Dot[hour/16]);
SMG_Display_Bit(2,SMG_Dot[hour%16]);
SMG_Display_Bit(4,SMG_Dot[min/16]);
SMG_Display_Bit(5,SMG_Dot[min%16]);
SMG_Display_Bit(7,SMG_Dot[sec/16]);
SMG_Display_Bit(8,SMG_Dot[sec%16]);
if(sec%2==0)
{
SMG_Display_Bit(3,0xbf);
SMG_Display_Bit(6,0xbf);
}
}
smg.h
#ifndef __SMG_H
#define __SMG_H
#include "stc15f2k60s2.h"
void Delay1ms();
void delay_ms(unsigned int ms);
void Select_HC573(unsigned char channel,unsigned char dat);
void SMG_Display_Bit(unsigned char pos,unsigned char value);
void SMG_Display_All(unsigned char value);
void SMG_Display(unsigned char hour, unsigned char min, unsigned char sec);
#endifds1302.c
#include "ds1302.h"
#include "smg.h"
//写字节
void Write_Ds1302(unsigned char temp)
{
unsigned char i;
for (i=0;i<8;i++)
{
SCK = 0;
SDA = temp&0x01;
temp>>=1;
SCK=1;
}
}
//向DS1302寄存器写入数据
void Write_Ds1302_Byte( unsigned char address,unsigned char dat )
{
RST=0; _nop_();
SCK=0; _nop_();
RST=1; _nop_();
Write_Ds1302(address);
Write_Ds1302(dat);
RST=0;
}
//从DS1302寄存器读出数据
unsigned char Read_Ds1302_Byte ( unsigned char address )
{
unsigned char i,temp=0x00;
RST=0; _nop_();
SCK=0; _nop_();
RST=1; _nop_();
Write_Ds1302(address);
for (i=0;i<8;i++)
{
SCK=0;
temp>>=1;
if(SDA)
temp|=0x80;
SCK=1;
}
RST=0; _nop_();
SCK=0; _nop_();
SCK=1; _nop_();
SDA=0; _nop_();
SDA=1; _nop_();
return (temp);
}
/*************************/
char sec=0,min=0,hour=0;
extern volatile unsigned char flag;
void init_1302(void)
{
Write_Ds1302_Byte(0x8e,0x00);
Write_Ds1302_Byte(0x80,0x24);
Write_Ds1302_Byte(0x82,0x58);
Write_Ds1302_Byte(0x84,0x23);
Write_Ds1302_Byte(0x8e,0x80);
}
void read_1302(void)
{
if(flag==0)
{
sec=Read_Ds1302_Byte(0x81);
min=Read_Ds1302_Byte(0x83);
hour=Read_Ds1302_Byte(0x85);
}
SMG_Display(hour, min, sec);
}
void set_1302(void)
{
Write_Ds1302_Byte(0x8e,0x00);
Write_Ds1302_Byte(0x80,sec);
Write_Ds1302_Byte(0x82,min);
Write_Ds1302_Byte(0x84,hour);
Write_Ds1302_Byte(0x8e,0x80);
SMG_Display(hour, min, sec);
}
ds1302.h
#ifndef __DS1302_H
#define __DS1302_H
#include "stc15f2k60s2.h"
#include <intrins.h>
sbit SCK = P1^7;
sbit SDA = P2^3;
sbit RST = P1^3;
void Write_Ds1302(unsigned char temp);
void Write_Ds1302_Byte( unsigned char address,unsigned char dat );
unsigned char Read_Ds1302_Byte( unsigned char address );
void init_1302(void);
void read_1302(void);
void set_1302(void);
#endif
key.c
#include "key.h"
#include "smg.h"
#include "ds1302.h"
sbit s4=P3^3;
sbit s5=P3^2;
sbit s6=P3^1;
extern volatile char sec,min,hour;
unsigned char flag=0;
void key_scan(void)
{
if(s4==0)
{
delay_ms(10);
if(s4==0)
{
if(flag==0)
flag=1;
else
flag=0;
while(s4==0)
{
SMG_Display(hour, min, sec);
}
}
}
if(s5==0)
{
delay_ms(10);
if(s5==0)
{
if(flag==1)
{
min=(min/16)*10+(min%16);/* （将10进制转化为16进制形式
例如：我们将实际读出36(10进制)转换为24（也就是36的16进制形式），方便加减运算 */
min++;
if(min>59)
min=0;
min=(min/10)*16+(min%10);/* 10进制转化成16进制 */
set_1302();
}
while(s5==0)
{
SMG_Display(hour, min, sec);
}
}
}
if(s6==0)
{
delay_ms(10);
if(s6==0)
{
if(flag==1)
{
min=(min/16)*10+(min%16);
min--;
if(min<0)
min=59;
min=(min/10)*16+(min%10);
set_1302();
}
while(s6==0)
{
SMG_Display(hour, min, sec);
}
}
}
}key.h
#ifndef __KEY_H
#define __KEY_H
#include "stc15f2k60s2.h"
void key_scan(void);
#endif
