Arduino 控制 DS1302 时钟芯片

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DS1302 芯片介绍

一个时钟芯片，可以设置和获取当前时间。 可以自动处理月份、闰年等信息。

两个电源，可以使用外接电源和电池同时供电。系统会选用电压较高的一个供电。这样，可以接一个3v的纽扣电池， 接5v的外接电源，当外界电源断电后，就会使用纽扣电池供电。

封装

(1) VCC2 VCC1 (8)
(2) X1 SCLK (7)
(3) X2 I/O (6)
(4) GND ‘RST (5)

引脚意义

VCC1 和VCC2 ，如上所述，为两个供电电源。
X1 和X2 接32768Hz晶振
SCLK和IO和RST共同完成通讯过程。 SCLK为通讯的时钟信号。当RST为高电平时，开始通讯。

写入时序

通过命令的方式写入年月日时分秒信息。 命令格式为2字节。 第一字节为地址，第二字节为内容。

写入逻辑：
1 将RST先拉低
2 将SCLK拉低（如果不拉低，且本来是高电平，则瞬间就发出了一个bit，我们还没放数据呢）
3 再RST拉高。。 形成一个上升沿
4 在IO口放入一个bit（字节发送顺序，从低位到高位）
5 设SCLK为高电平，形成上升沿，这时候DS1302就会读取IO口的数据存入它的寄存器。
6 拉低SCLK，为下一个字节做准备。，跳转到5 ，直到发送完所有的16个字节
7 拉低RST，整个写入过程完成。

读取逻辑

读取逻辑和写入相似，区别在于写入一个字节后，读取一个字节。

1 发送一个字节过程与写入完全相同。
2 发送完最后一个bit后，SCLK为高电平，这时候先将单片机IO口设为读取端口
3 拉低SCLK
4 读取IO口数据（数据也是从低位到高位读取的）
5 拉高SCLK，跳转到3 ，直到读取完8各位
6 拉低RST

命令格式

虽然命令字节看起来很复杂，但编写程序很简单，比如你要设置秒为13秒。那么发送的两个字节的数据应该是什么？ 第一个字节是 0x80 （写入秒的命令，见上图）。第二个数据，第四位为3，高四位为1 。 就是 (1<<4) | 3 ， 为0x13

其他的年月日类似。 比较特殊的几个位说一下。

（1）如果想让表停下来（不往下走了，怎么办？）
发送一个设置秒的命令， 第二个字节最高位置为1 ，即，发送 0x80 0x80 即可。

（2） 小时的第二个字节的最高位控制着12还是24进制

Arduino连线

代码

/* 
 *  读写DS1302 时钟芯片 
 *  @author Yangtf
 *  很棒的文档 http://www.21ic.com/jichuzhishi/datasheet/DS1302/data/185858.html
 *  时序图 http://www.21ic.com/d/file/201307/0a93263a0126e1580cc71c89dce1fda9.jpg
 *  
*/
#define RST 7 
#define SCLK 6
#define IO 5
//#define L(item) digitalWrite((item),LOW)
//#define H(item) digitalWrite((item),HIGH)

#define uchar unsigned char
void setup() {
  pinMode(RST,OUTPUT);
  pinMode(SCLK,OUTPUT);
  pinMode(IO,OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
  attachInterrupt(0, settm, FALLING );
}
void writeData(unsigned char addr,unsigned char dat){
  pinMode(IO,OUTPUT);
  digitalWrite(RST,LOW); //下拉低，再拉高
  digitalWrite(SCLK,LOW) ; //SCLK的上升沿， 芯片会读取IO端口
  delayMicroseconds(1);
  digitalWrite(RST,HIGH); 

  int i;
  for(i =0;i<8;i++){
    digitalWrite(SCLK,LOW);
    digitalWrite(IO, addr&1);
    addr =addr>>1;
    digitalWrite(SCLK,HIGH);
    delayMicroseconds(1);
  }

  for(i =0;i<8;i++){
      digitalWrite(SCLK,LOW);
      digitalWrite(IO, dat&1);
      dat =dat>>1;
      digitalWrite(SCLK,HIGH);
      delayMicroseconds(1);
  }
  digitalWrite(RST,LOW);
}

uchar readData(uchar addr){
  addr = addr | 1; //读操作最低位置为1 

  pinMode(IO,OUTPUT);
  digitalWrite(RST,LOW); //下拉低，再拉高
  digitalWrite(SCLK,LOW) ; //SCLK的上升沿， 芯片会读取IO端口
  delayMicroseconds(1);
  digitalWrite(RST,HIGH); 

  int i;
  for(i =0;i<8;i++){
    digitalWrite(SCLK,LOW);
    digitalWrite(IO, addr&1);
    addr =addr>>1;
    digitalWrite(SCLK,HIGH);
    delayMicroseconds(1);
  }
  pinMode(IO,INPUT);

  int dat = 0;
  for(i =0;i<8;i++){
      digitalWrite(SCLK,LOW);
      delayMicroseconds(10);
      uchar b = digitalRead(IO);
      dat = dat >>1; //先向右平移

      dat = dat | (b<<7); //将所得放入最高位
      digitalWrite(SCLK,HIGH);
      delayMicroseconds(1);
  }
  digitalWrite(RST,LOW);  
  return dat ;
}

#define SECOND  0x80
#define MIN 0x82
#define HOUR 0x84
#define DAY 0x86
#define MONTH 0x88
#define YEAR 0x8C
#define WEEK 0x8A

void writeTimeUnit(uchar TYPE,uchar data){

  uchar high = data / 10;
  uchar low = data % 10;
  uchar d = ((data /10) << 4) | (data % 10);
  writeData(TYPE,data);
}
uchar readTimeUnit(uchar TYPE){
  uchar r = readData(TYPE);
  r = 10*(r >> 4)+ (r & 0xf);
  return r;
}
void writeAllTm(uchar tm[]){
  uchar s = SECOND;
  for(uchar i=0;i<5;i++){
    writeTimeUnit(s,tm[5-i]);
    s+=2;
  }
  writeTimeUnit(YEAR,tm[0]);
}
void readAllTm(uchar tm[]){
  uchar s = SECOND;
  for(uchar i=0;i<5;i++){
    tm[5-i] = readTimeUnit(s);
    s+=2;
  }  
  tm[0] = readTimeUnit(YEAR);
  tm[6] = readTimeUnit(WEEK);
}
void printTm(uchar tm[]){
  Serial.print(tm[0]);
  Serial.print("-");
  Serial.print(tm[1]);
  Serial.print("-");
  Serial.print(tm[2]);
  Serial.print(" ");

  Serial.print(tm[3]);
  Serial.print(":");

  Serial.print(tm[4]);
  Serial.print(":");

  Serial.print(tm[5]);
  Serial.print(" week ");

  Serial.print(tm[6]);
  Serial.println();
}
uchar st = 0;
void loop() {
    uchar tm[7] = {0}; 

    readAllTm(tm);
    printTm(tm);

    delay(1000);

}

void settm()//中断函数
{
    uchar tm[] = {11,12,13,4,5,6 ,0}; // 2011-12-22 3:4:1
    Serial.println("set tm ...");
      writeAllTm(tm);
}