DS1302芯片 - 引脚功能及结构

DS1302 是 DALLAS 公司推出的涓流充电时钟芯片 , 内含有一个实时时钟 / 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 .提供秒分时日日期 . 月年的信息 ,每月的天数和闰年的天数可自动调整时钟操作可通过AM/PM 指示决定采用 24 或 12 小时格式 .DS1302 与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信 , 仅需用到三个口线 :1 RES 复位 ,2 I/O 数据线 ,3 SCLK 串行时钟 . 时钟 /RAM 的读 / 写数据以一个字节或多达 31 个字节的字符组方式通信.DS1302工作时功耗很低，保持数据和时钟信息时功率小于1mW.DS1302是由DS1202改进而来 , 增加了以下的特性 . 双电源管脚用于主电源和备份电源供应 Vcc1, 为可编程涓流充电电源附加七个字节存储器 . 它广泛应用于电话传真便携式仪器以及电池供电的仪器仪表等产品领域.下面将主要的性能指标作一综合 :实时时钟具有能计算 2100 年之前的秒分时日日期星期月年的能力还有闰年调整的能力;31 8 位暂存数据存储 RAM;串行 I/O 口方式使得管脚数量最少 ;宽范围工作电压 2.0 5.5V;工作电流 2.0V 时,小于 300nA;读/ 写时钟或 RAM 数据时有两种传送方式单字节传送和多字节传送字符组方式;8脚DIP封装或可选的8脚SOIC封装根据表面装配；简单 3 线接口 ;与 TTL 兼容 Vcc=5V;可选工业级温度范围 -40 +85;与 DS1202 兼容;在 DS1202 基础上增加的特性 ;对 Vcc1 有可选的涓流充电能力 ;双电源管用于主电源和备份电源供应 ;备份电源管脚可由电池或大容量电容输入 ;附加的7字节暂存存储器；1 DS1302 的基本组成和工作原理DS1302的引脚功能排列及描述如下图所示畑匸2□VctiX1匚2了n SCLKX2匚3□I/OGND匚45□ RSTn________ rDS13O2&-Pin DIP (300 mil)祁g EK 1 5I JVocinr27m SCLK36i n i/oGND m45RR5TDS1302S 8-Pm SOLC (200 mil)DS13O2Z 8-P HI SOIC (150 mii)ds1302 引脚图管脚描述X1 X2 32.768KHZ 晶振管脚GND地RST复位脚I/O 数据输入/输出引脚SCLK串行时钟Vcc1,Vcc2 电源供电管脚DS1302 串行时钟芯片8 脚 DIPDS1302S 串行时钟芯片8 脚 SOIC 200milDS1302Z 串行时钟芯片8 脚 SOIC 150mil2. DS1302 内部寄存器CH:时钟停止位存器2的第7位12/24 小时标志CH=O振荡器工作允许bit7=1,12 小时模式CH=1振荡器停止bit7=0,24 小时模式WP:写保护位寄存器2的第5位:AM/PM 定义WP=0寄存器数据能够写入AP=1 下午模式WP=1寄存器数据不能写入AP=0 上午模式TCS:涓流充电选择DS:二极管选择位TCS=1010 使能涓流充电DS=01 选择一个二极管TCS=其它禁止涓流充电DS=10 选择两个二极管DS=00 或 11,即使 TCS=1010, 充电功能也被禁止时钟:B RAMDS1302 与微控制器的接口软件及功能应用举例下面首先给岀基本的接口软件然后举例说明各种功能的应用1写保护寄存器操作当写保护寄存器的最高位为 0时允许数据写入寄存器写保护寄存器可以通过命令字节 8E , 8F7I°°D°OO-的CH W£ECEEC-D%msa 0to 料 >HMM□0 01 Q% 01-12 00^3 iy 24itH 0* HRHRCATEd4 a%ai-fra 01-» c0 1D&ATE □A1E01-12Q1F0 Qia MOMTHQMVICTEAfiYEARWPaOfnTCSres&sRS AS11 0a0 0%RAM 30r i11%RAM fiuRgr h r1i 1 11 1%RAM DATA 3DFUMOIHAM DATAO来规定禁止写入 / 读出写保护位不能在多字节传送模式下写入Write_Enable:; 命令字节为 8E;单字节传送模式数据地址覆给 R0数据内容为 80h 禁止写入调用写入数据子程序返回调用本子程序处(Send_Byte) 模块及一些内存单元定义出下面 的程序亦使用了这个模块2 时钟停止位操作 当把秒寄存器的第 7 位时钟停止位设置为 0 时起动时钟开始MOV Command,#8Eh MOV ByteCnt,#1MOV R0,#XmtDatMOV XmtDat,#00hACALL Send_ByteRET当写保护寄存器的最高位为; 命令字节为 8E; 单字节传送模式 数据地址覆给 R0 数据内容为 0 写入允许 用写入数据子程序返回调用本子程序处1 时禁止数据写入寄存器Write_Disable: MOV Command,#8Eh MOV ByteCnt,#1 MOV R0,#XmtDat MOVXmtDat,#80hACALL Send_ByteRET以上程序调用了基本数据发送Osc_Enable:MOV Command,#80h ; 命令字节为 80MOV ByteCnt,#1 ; 单字节传送模式数据地址覆给 R0MOV 0,#XmtDatMOV XmtDat,#00h 数据内容为 0 振荡器工作允许ACALL Send_Byte 调用写入数据子程序RET 返回调用本子程序处当把秒寄存器的第 7 位时钟停止位设置为 1 时时钟振荡器停止 HT1380 进入低功耗方式Osc_Disable:MOV Command,#80h ;命令字节为80MOV ByteCnt,#1MOV R0,#XmtDatMOV XmtDat,#80hACALL Send_ByteRET3. 多字节传送方式;单字节传送模式数据地址覆给 R0数据内容为 80h 振荡器停止调用写入数据子程序返回调用本子程序处当命令字节为 BE 或 BF 时 DS1302 工作在多字节传送模式 8 个时钟 / 日历寄存器从寄存器 0 地址开始连续读写从 0 位开始的数据当命令字节为 FE 或 FF 时 DS1302 工作在多字节 RAM 传送模式 31 个RAM 寄存器从 0 地址开始连续读写从 0 位开始的数据例如写入 00 年 6 月 21 日星期三 13 时 59 分 59 秒程序设置如下Write_Multiplebyte:MOV Command,#0BEh MOV ByteCnt,#8 MOV R0,#XmtDat MOV XmtDat,#59hMOV XmtDat+1,#59h MOV XmtDat+2,#13h MOV XmtDat+3,#21h MOV XmtDat+4,#06h MOV XmtDat+5,#03h MOV XmtDat+6,#0 MOV XmtDat+7,#0ACALL Send_Byte; 命令字节为BEh;多字节写入模式此模块为8 个数据地址覆给R0秒单元内容为59h分单元内容为59h时单元内容为13h日期单元内容为21h月单元内容为06h年单元内容为00h 写保护单元内容为00h 调用写入数据子程序RET 返回调用本子程序处读出寄存器0-7 的内容程序设置如下Read_Multiplebyte:MOV Command,#0BFh 命令字节为BFhMOV ByteCnt,#8 ; 多字节读出模式此模块为8 个MOV R1,#RcvDat 数据地址覆给R1星期单元内容为03hACALL Receive_Byte 调用读出数据子程序RET 返回调用本子程序处以上程序调用了基本数据接收 (Receive_Byte) 模块及一些内存单元定义 , 其源程序清单在附录中给出下面的程序亦使用了这个模块4. 单字节传送方式例如写入 8 时 12 小时模式程序设置如下Write_Singlebyte:MOV Command,#84h ; 命令字节为 84hMOV ByteCnt,#1 ; 单字节传送模式MOV R0,#XmtDat 数据地址覆给 R0MOV XmtDat,#88h 数据内容为 88hACALL Send_Byte 调用写入数据子程序RET 返回调用本子程序处上面所列出的程序模块 Write_Enable Write_Disable Osc_Enable Osc_Disable 与单字节写入模块Write_Singlebyte 的程序架构完全相同仅只是几个入口参数不同本文是为了强调功能使用的不同才将其分为不同模块另外 ,与涓流充电相关的设定也是单字节操作方式,这里就不再单独列出 ,用户在使用中可灵活简略 .下面模块举例说明如何单字节读出小时单元的内容 .Read_Singlebyte:返回调用本子程序处DS1302 应用电路原理图 P87LPC764 单片机选取内部振荡及内部复位电路附录数据发送与接收模块源程序清单;CPU 工作频率最大不超过 20MHz;P87LPC762/4 主控器发送接受数据程序;说明本程序是利用 Philips 公司的P87LPC764 单片机任何具有 51内核或其它合适的单片机 都可在此 作为主控器的普通I/O 口（如P1.2/P1.3/P1.4）实现总线的功能对总线 上的器件本程序采用DS1302进行读写操作命令字节在 Comma nd 传送字节数在ByteC nt 中所发送的数据在 XmtDat 中所 接收MOV Comma nd,#85h 命令字节为 85hMOV ByteC nt,#1 单字节传送模式 MOV R1,#RcvDat数据地址覆给 R1ACALL Receive_Byte 调用读出数据子程序RETBl 卜 言 3 6VM7LFC764EN1 f>1tOK ]0KYCC2 VCCI XISCLK X2 I/O Gi4D *ST----------- 5—!L J ___________________CMP1TOO P0 1心册日 P1.T PO2/CTN3A P1.6 PC3/ON18/WT/P1.J KOON1AVSS P05O1PREF 52.】 VDD X2/CLKOUT7KQ P0.&CMPL /TKTL/P1.4 F07/T1 SDA/TNTWPI 3 Pi.OTiDSCI/WL1 PL.l/KiD4Q20513018£的数据在 RcvDat 中;P87LPC762/4 主控器总线发送接受数据程序头文件;内存数据定义BitCnt data 30h ; 数据位计数器ByteCnt data 31h ; 数据字节计数器Command data 32h ; 命令字节地址RcvDat DATA 40H ; 接收数据缓冲区; 发送数据缓冲区XmtDat DATA 50H;端口位定义IO_DATA bit P1.3 ; 数据传送总线SCLK bit P1.4 ; 时钟控制总线RST bit P1.2 ; 复位总线;发送数据程序;名称 :Send_Byte;描述 :发送 ByteCnt 个字节给被控器 DS1302;命令字节地址在 Command 中;所发送数据的字节数在 ByteCnt 中发送的数据在 XmtDat缓冲区中Send_Byte:CLR RST ; 复位引脚为低电平所有数据传送终止。

DS1302中文手册DS1302 是一款高性能、低功耗的实时时钟芯片，被广泛应用于各种需要准确计时的电子设备中。

一、DS1302 的基本特性1、实时时钟功能能够精确记录年、月、日、时、分、秒等时间信息。

2、低功耗设计在电池供电的情况下，仍能保持长时间的计时准确性。

3、数据存储具备 31 字节的非易失性静态 RAM，可用于存储一些关键数据。

4、简单的接口通过串行接口与微控制器进行通信，易于集成到系统中。

二、DS1302 的引脚功能1、 Vcc1 和 Vcc2Vcc1 是主电源引脚，Vcc2 是备用电源引脚。

当主电源正常供电时，芯片使用 Vcc1 供电；当主电源断电时，自动切换到 Vcc2（通常为电池）以保持时钟运行。

2、 GND接地引脚。

3、 CLK时钟输入引脚，用于同步数据传输。

4、 I/O数据输入/输出引脚。

5、 RST复位引脚，高电平有效。

三、DS1302 的通信协议DS1302 采用串行通信方式，通信数据以字节为单位进行传输。

1、起始位在每个字节传输开始时，RST 引脚被置为高电平，启动通信过程。

2、控制字节首先发送一个控制字节，用于指定后续操作是读操作还是写操作，以及要操作的寄存器地址。

3、数据字节根据控制字节的指示，接着传输数据字节。

4、停止位在传输完一个字节的数据后，将 RST 引脚置为低电平，结束本次通信。

四、DS1302 的寄存器1、时钟/日历寄存器包括年、月、日、时、分、秒等寄存器，用于存储时间信息。

2、控制寄存器用于设置时钟的工作模式，如是否开启振荡器、是否进行写保护等。

3、充电寄存器用于控制备用电源的充电特性。

4、 31 字节的 RAM 寄存器用于用户自定义数据存储。

五、DS1302 的初始化与设置在使用 DS1302 之前，需要进行初始化设置，包括设置初始时间、开启振荡器、关闭写保护等操作。

1、写入初始时间通过串行通信将准确的初始时间写入到相应的时钟/日历寄存器中。

2、开启振荡器将控制寄存器的相应位设置为 1，使振荡器开始工作。

美国DALLAS 公司推出的具有涓细电流充电能力的低功耗实时时钟电路DS1302的结构、工作原理及其在实时显示时间中的应用。

它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行DS1302的引脚排列, 其中Vcc1为后备电源，VCC2为主电源。

在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。

DS1302由Vcc1或Vcc2两者中的较大者供电。

当Vcc2大于Vcc1＋0.2V 时，Vcc2给DS1302供电。

当Vcc2小于Vcc1时，DS1302由Vcc1供电。

X1和X2是振荡源，外接32.768kHz 晶振。

RST 是复位/片选线，通过把RST 输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。

RST 输入有两种功能：首先，RST 接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST 提供终止单字节或多字节数据的传送手段。

当RST 为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对DS1302进行操作。

如果在传送过程中RST 置为低电平，则会终止此次数据传送，I/O引脚变为高阻态。

上电运行时，在Vcc ≥2.5V 之前，RST 必须保持低电平。

只有在SCLK 为低电平时，才能将RST 置为高电平。

I/O为串行数据输入输出端(双向，后面有详细说明。

控制字节的最高有效位(位7 必须是逻辑1，如果它为0，则不能把数据写入DS1302中，位6如果为0，则表示存取日历时钟数据，为1表示存取RAM 数据; 位5至位1指示操作单元的地址; 最低有效位(位0 如为0表示要进行写操作，为1表示进行读操作，控制字节总是从最低位开始输出。

在控制指令字输入后的下一个SCLK 时钟的上升沿时，数据被写入DS1302，数据输入从低位即位0开始。

同样，在紧跟8位的控制指令字后的下一个SCLK 脉冲的下降沿读出DS1302DS1302有12个寄存器，其中有7个寄存器与日历、时钟相关，存放的数据位为BCD 码形式此外，DS1302 还有年份寄存器、控制寄存器、充电寄存器、时钟突发寄存器及与RAM 相关的寄存器等。

DS1302涓流充电时钟芯片一、特性1、实时时钟，可对秒、分、时、日、周、月以及带闰年补偿的年进行计数,有效期2100年；2、用于高速数据暂存的31×8 RAM；3、最少引脚数的串行I/O；4、2.0-5.5V满度工作范围；5、2.5V时耗电小于300nA；6、用于时钟或RAM数据读/写的单字节或多字节（脉冲方式）数据传送；7、8引脚DIP或可选的用于表面安装的8引脚SOIC封装；8、简单的3线接口；9、TTL兼容（VCC=5V）；10、可选的工业温度范围-40℃至+85℃；11、与DS1202兼容。

二、引脚排列DS1302引脚封装图如下图1所示图1 DS1302引脚封装图三、引脚说明①X1，X2：32.768kHz晶振引脚；②GND：接地；③RST：复位；④I/O：数据输入/输出；⑤SCLK：串行时钟；⑥VCC1，VCC2：电源引脚。

四、说明DS1302慢速充电时钟芯片包括实时时钟/日历和31字节的静态RAM。

它经过一个简单的串行接口与微处理器通信。

实时时钟/日历提供秒、分、时、日、周、月和年等信息。

对于小于31天的月，月末的日期自动进行调整，还包括了闰年校正的功能。

时钟的运行可以采用24小时或带AM（上午）/PM（下午）的12小时格式。

使用同步串行通信，简化了DS1302与微处理器的通信。

与时钟/RAM通信仅需三根线：（1）RST（复位）、（2）I/O（数据线）、和（3）SCLK （串行时钟）。

数据可以以每次一个字节或多达31字节的多字节形式传送至时钟/RAM或从其中送出。

DS1302设计成能在非常低的功耗下工作，消耗小于1微瓦的功率便能保存数据和时钟信息。

DS1302是DS1202的升级产品，除了DS1202基本的慢速充电功能外，DS1302具有的其它特点包括：用于主电源和备份电源的双电源引脚，可编程的VCC1慢速充电器以及7个附加字节的高速暂存存储器（scratchpad memory）。

DS1302是Dallas公司生产的一种实时时钟芯片。

它通过串行方式与单片机进行数据传送，能够向单片机提供包括秒、分、时、日、月、年等在内的实时时间信息，并可对月末日期、闰年天数自动进行调整；它还拥有用于主电源和备份电源的双电源引脚，在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。

另外，它还能提供31字节的用于高速数据暂存的RAM。

鉴于上述特点，DS1302已在许多单片机系统中得到应用，为系统提供所需的实时时钟信息。

一、DS1302的主要特性1. 引脚排列500)this.width=500 border=0>图1 DS1302引脚排列图DS1302的引脚排列如图1所示，各引脚的功能如下：X1，X2——32768Hz晶振引脚端；RST——复位端；I/O——数据输入/输出端；SCLK——串行时钟端；GND——地；VCC2，VCC1——主电源与后备电源引脚端。

2. 主要功能DS1302时钟芯片内主要包括移位寄存器、控制逻辑电路、振荡器、实时时钟电路以及用于高速暂存的31字节RAM。

DS1302与单片机系统的数据传送依靠RST，I/O，SCLK三根端线即可完成。

其工作过程可概括为：首先系统RST引脚驱动至高电平，然后在作用于SCLK时钟脉冲的作用下，通过I/O引脚向DS1302输入地址/命令字节，随后再在SCLK时钟脉冲的配合下，从I/O引脚写入或读出相应的数据字节。

因此,其与单片机之间的数据传送是十分容易实现的。

二、时钟的产生及存在的问题(1) 在实际使用中，我们发现DS1302的工作情况不够稳定，主要表现在实时时间的传送有时会出现误差，有时甚至整个芯片停止工作。

我们对DS1302的工作电路进行了分析，其与单片机系统的连接如图2所示。

从图中可以看出，DS1302的外部电路十分简单，惟一外接的元件是32768Hz的晶振。

通过实验我们发现：当外接晶振电路振荡时，DS1302计时正确；当外接晶振电路停振时，DS1302计时停止。

ds13022011-09-08 19:49ds1302是一种常见的时钟芯片，这里大致介绍一下基本用法，如果想要更加详细的资料，请别处寻找。

ds1302有八个引脚：Vcc1：主电源 2.5~5.5VVcc2：辅助电源，用电池供电。

而且主电源还可以向其充电X1：这两个引脚接32.768kHz 晶振，这个晶振值正好是一秒X2：这三个引脚是通信用的SCLK: 时钟端I/O: 数据端RST: 复位端GND:地数据的传输：读一个字节：在时钟的上升沿对数据线进行采样，连续八次，低位在先写一个字节：在时钟的下降沿对数据线进行赋值，连续八次，低位在先这里注意时序和延时，一开始我用proteus正确仿真出来，但是在硬件上总是数据不对，后来发现延时不够，ds1302的处理速度跟不上，所以注意延时是很重要的。

程序这样写，注意写一个精确的延时是很重要的，我用汇编写的，误差小于1微秒。

void DS1302_WriteByte(unsigned char dat){unsigned char i;IO_D = 1;for(i = 0;i < 8;i++) //写8位，低位在前{SCLK = 0;if(dat & 0x01) //写数据位{TIO = 1;}else{TIO = 0;}SCLK = 1;dat >>= 1; //数据右移1位}}unsigned char DS1302_ReadByte(void){unsigned char i,dat = 0; //dat存放读出的数据，初始化为0IO_D = 0;for(i = 0;i < 8;i++) //读8位，低位在前，右移{SCLK = 1;dat = dat>>1;Delayus(1);SCLK = 0;Delayus(1);dat |=RIO<<7;}return dat; //返回读出的数据}ds1302的内部寄存器，这里只介绍常用的几个：秒分时日月年还用“星期几”，注意有两组，分为读写，地址是不同的。

1 DS1302 简介：DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗的实时时钟芯片，附加31字节静态RAM，采用SPI三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号和RAM 数据。

实时时钟可提供秒、分、时、日、星期、月和年，一个月小与31天时可以自动调整，且具有闰年补偿功能。

工作电压宽达2.5～5.5V。

采用双电源供电（主电源和备用电源），可设置备用电源充电方式，提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。

DS1302的外部引脚分配如图1所示及内部结构如图2所示。

DS1302用于数据记录，特别是对某些具有特殊意义的数据点的记录上，能实现数据与出现该数据的时间同时记录，因此广泛应用于测量系统中。

图1 DS1302的外部引脚分配图2 DS1302的内部结构各引脚的功能为：Vcc1：主电源；Vcc2：备份电源。

当Vcc2>Vcc1+0.2V时，由Vcc2向DS1302供电，当Vcc2< Vcc1时，由Vcc1向DS1302供电。

SCLK：串行时钟，输入，控制数据的输入与输出；I/O：三线接口时的双向数据线；CE：输入信号，在读、写数据期间，必须为高。

该引脚有两个功能：第一，CE开始控制字访问移位寄存器的控制逻辑；其次，CE提供结束单字节或多字节数据传输的方法。

DS1302有下列几组寄存器：① DS1302有关日历、时间的寄存器共有12个，其中有7个寄存器（读时81h～8Dh，写时80h～8Ch），存放的数据格式为BCD码形式，如图3所示。

图 3 DS1302有关日历、时间的寄存器小时寄存器（85h、84h）的位7用于定义DS1302是运行于12小时模式还是24小时模式。

当为高时，选择12小时模式。

在12小时模式时，位5是，当为1时，表示PM。

在24小时模式时，位5是第二个10小时位。

秒寄存器（81h、80h）的位7定义为时钟暂停标志（CH）。

当该位置为1时，时钟振荡器停止，DS1302处于低功耗状态；当该位置为0时，时钟开始运行。