使用51單片機(jī)和DS1302時(shí)鐘芯片做一個(gè)簡(jiǎn)易的電子時(shí)鐘

一、前言

今天給大家推薦一個(gè)51單片機(jī)小實(shí)驗(yàn)，帶你使用51單片機(jī)做一款簡(jiǎn)易的電子時(shí)鐘，其中計(jì)時(shí)模塊采用DS1302硬件模塊，顯示采用LCD顯示屏，具體怎么實(shí)現(xiàn)開(kāi)來(lái)一起看看吧！

二、DS1302模塊介紹

DS1302 是 DALLAS 公司推出的涓流充電時(shí)鐘芯片，內(nèi)含有一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘和31字節(jié)靜態(tài) RAM，通過(guò)簡(jiǎn)單的串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信。實(shí)時(shí)時(shí)鐘、日歷電路提供秒、分、時(shí)、日、周、月、年的信息，每月的天數(shù)和閏年自動(dòng)補(bǔ)償?shù)榷喾N功能。時(shí)鐘操作可通過(guò) AM/PM 指示，DS1302 與單片機(jī)之間能簡(jiǎn)單地采用同步串行的方式進(jìn)行通信，簡(jiǎn)易三線(xiàn)SPI通信模式：

RES 復(fù)位

I/O 數(shù)據(jù)線(xiàn)

SCLK 串行時(shí)鐘

SPI，是一種高速的，全雙工，同步的通信總線(xiàn)，并且在芯片的管腳上只占用四根線(xiàn)，節(jié)約了芯片的管腳，同時(shí)為PCB的布局上節(jié)省空間，提供方便，正是出于這種簡(jiǎn)單易用的特性，現(xiàn)在越來(lái)越多的芯片集成了這種通信協(xié)議，比如MSP430單片機(jī)系列處理器。

DS1302時(shí)鐘芯片的工作原理如下：

DS1302芯片內(nèi)部有一組定時(shí)器和寄存器，通過(guò)這些寄存器可以實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘的讀寫(xiě)操作。

DS1302通過(guò)三根引腳與外部設(shè)備連接，分別是RST、DAT和CLK。RST引腳用于復(fù)位

DS1302，DAT引腳用于數(shù)據(jù)傳輸，CLK引腳用于時(shí)鐘信號(hào)。

DS1302芯片使用BCD碼表示時(shí)間信息，即用4位二進(jìn)制數(shù)表示一個(gè)十進(jìn)制數(shù)。例如，分的BCD碼為00H到59H。

三、驅(qū)動(dòng)DS1302的代碼

以下是使用51單片機(jī)驅(qū)動(dòng)DS1302時(shí)鐘芯片的代碼，具體實(shí)現(xiàn)步驟如下：

3.1 初始化DS1302時(shí)鐘芯片

voidDS1302Init(){
//初始化DS1302時(shí)鐘芯片
DS1302WriteByte(0x8E,0x00);
//關(guān)閉寫(xiě)保護(hù)
DS1302WriteByte(0x90,0x00);
}

3.2 讀取DS1302時(shí)鐘芯片的時(shí)間

voidDS1302ReadTime(unsignedchar*p){
//讀取DS1302時(shí)鐘芯片的時(shí)間
unsignedchari;
DS1302WriteByte(0xBF,0x00);
for(i=0;i

	

	3.3 設(shè)置DS1302時(shí)鐘芯片的時(shí)間

	
voidDS1302WriteTime(unsignedchar*p){
//設(shè)置DS1302時(shí)鐘芯片的時(shí)間
unsignedchari;
DS1302WriteByte(0xBE,0x00);
for(i=0;i

	

	3.4 讀取DS1302時(shí)鐘芯片的RAM

	
//從DS1302讀取一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)
voidDS1302ReadByte(uchar*dat){
uchari;

for(i=0;i

	

	四、讀取DS1302時(shí)鐘芯片的RAM

	DS1302時(shí)鐘芯片有31個(gè)字節(jié)的RAM空間，可以用來(lái)存儲(chǔ)一些數(shù)據(jù)。在實(shí)際應(yīng)用中，我們可能需要讀取這些存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。讀取DS1302的RAM和讀取寄存器類(lèi)似，也需要先向DS1302發(fā)送讀取RAM的命令，然后再讀取RAM的內(nèi)容。

	讀取DS1302的RAM需要使用到DS1302的另一個(gè)引腳——CE（片選使能）引腳，該引腳在讀寫(xiě)DS1302的RAM時(shí)需要保持為低電平。讀取RAM的過(guò)程如下：

	4.1 發(fā)送讀取RAM的命令

	向DS1302寫(xiě)入讀取RAM的命令：0x61。DS1302會(huì)自動(dòng)切換到RAM讀取模式，準(zhǔn)備將RAM中的數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)。

	
DS1302Write(0x61);//發(fā)送讀取RAM命令


	

	4.2 讀取RAM的內(nèi)容

	發(fā)送讀取RAM命令后，就可以讀取RAM中的數(shù)據(jù)了。讀取RAM的數(shù)據(jù)需要先讀取DS1302的數(shù)據(jù)引腳（IO引腳）上的高電平脈沖，然后再讀取8個(gè)位的數(shù)據(jù)。具體的讀取過(guò)程可以使用DS1302ReadByte函數(shù)實(shí)現(xiàn)，該函數(shù)會(huì)讀取一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。

	
for(i=0;i

	

	讀取完RAM后，我們可以將其存儲(chǔ)到一個(gè)數(shù)組中，方便后續(xù)的使用。

	4.3 讀取部分單獨(dú)代碼實(shí)現(xiàn)（注重邏輯）

	
#include
#include

#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint

sbitSCLK=P2^0;
sbitIO=P2^1;
sbitCE=P2^2;

uchards1302_read_ram(ucharaddress)
{
uchari,dat;

CE=0;
_nop_();
SCLK=0;
_nop_();
CE=1;
_nop_();

IO=0;//寫(xiě)指令
SCLK=0;
_nop_();
SCLK=1;
_nop_();
IO=address|0xc0;//選擇地址并讀取RAM
for(i=0;i>=1;
if(IO)dat|=0x80;
SCLK=0;
_nop_();
SCLK=1;
_nop_();
}
CE=0;

returndat;
}


	

	在上述代碼中，ds1302_read_ram 函數(shù)接收一個(gè)參數(shù) address，用于指定要讀取的 RAM 地址，返回一個(gè)字節(jié)表示該地址處的 RAM 數(shù)據(jù)。

	該函數(shù)的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下：

	置 CE 為低電平，并延遲一段時(shí)間。

	置 SCLK 為低電平，并延遲一段時(shí)間。

	置 CE 為高電平，并延遲一段時(shí)間。

	置 IO 為低電平，表示寫(xiě)指令。

	置 SCLK 為低電平，并延遲一段時(shí)間。

	置 SCLK 為高電平，并延遲一段時(shí)間。

	置 IO 為 address | 0xc0，即選擇地址并讀取 RAM。

	依次進(jìn)行 8 次時(shí)鐘上升沿，在每個(gè)上升沿時(shí)讀取數(shù)據(jù)位。

	置 CE 為低電平。

	返回讀取到的數(shù)據(jù)。

	需要注意的是，讀取 RAM 數(shù)據(jù)時(shí)需要將地址的最高位（即 bit7）置為 1，以表示要讀取 RAM。另外，在讀取數(shù)據(jù)位時(shí)需要依次進(jìn)行 8 次時(shí)鐘上升沿，且每次讀取時(shí)需要先右移數(shù)據(jù)，再將新數(shù)據(jù)左移并或上讀到的數(shù)據(jù)位。

	五、整體代碼實(shí)現(xiàn)

	下面是使用51單片機(jī)和DS1302時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)的簡(jiǎn)易電子時(shí)鐘的代碼實(shí)現(xiàn)。代碼中包含了DS1302的初始化、時(shí)鐘讀取、RAM讀寫(xiě)等基本功能。

	
#include
#include"LCD1602.h"
#include"DS1302.h"

#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint

sbitbeep=P3^6;//定義蜂鳴器接口

voidmain()
{
ucharyear,month,day,hour,minute,second;//年月日時(shí)分秒
ucharstr_data[11],str_time[11];//用于存放LCD上顯示的日期和時(shí)間

LCD_Init();//初始化LCD顯示屏
DS1302_Init();//初始化DS1302時(shí)鐘芯片

//將時(shí)間初始化為2023年2月21日0時(shí)0分0秒
DS1302_Write(0x8e,0);//關(guān)閉寫(xiě)保護(hù)
DS1302_Write(0x80,0x23);//年份
DS1302_Write(0x82,0x02);//月份
DS1302_Write(0x84,0x21);//日期
DS1302_Write(0x86,0x00);//時(shí)鐘
DS1302_Write(0x88,0x00);//分鐘
DS1302_Write(0x8a,0x00);//秒鐘
DS1302_Write(0x8e,0x80);//開(kāi)啟寫(xiě)保護(hù)

while(1)
{
//讀取DS1302時(shí)鐘芯片中的年月日時(shí)分秒
year=DS1302_Read(0x80);
month=DS1302_Read(0x82);
day=DS1302_Read(0x84);
hour=DS1302_Read(0x86);
minute=DS1302_Read(0x88);
second=DS1302_Read(0x8a);

//將年月日時(shí)分秒轉(zhuǎn)換成字符串
sprintf(str_data,"Data:20%02x-%02x-%02x",year,month,day);
sprintf(str_time,"Time:%02x:%02x:%02x",hour,minute,second);

//在LCD上顯示日期和時(shí)間
LCD_Write_String(0,0,str_data);
LCD_Write_String(0,1,str_time);

Delay_Ms(1000);//延時(shí)1秒
}
}


	

	六、顯示效果

	

	

	審核編輯：湯梓紅