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：
①DS1302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3DS1302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。
控制寄存器（8Fh、8Eh）的位7是写保护位（WP），其它7位均置为0。
在任何的对时钟和RAM的写操作之前，WP位必须为0。
当WP位为1时，写保护位防止对任一寄存器的写操作。
②DS1302有关RAM的地址
DS1302中附加31字节静态RAM的地址如图4所示。
图4
③DS1302的工作模式寄存器
所谓突发模式是指一次传送多个字节的时钟信号和RAM数据。
突发模式寄存器如图5所示。
图5
④此外，DS1302还有充电寄存器等。
2读写时序说明
DS1302是SPI总线驱动方式。
它不仅要向寄存器写入控制字，还需要读取相应寄存器的数据。
要想与DS1302通信，首先要先了解DS1302的控制字。
DS1302的控制字如图6。
图6控制字（即地址及命令字节）
控制字的最高有效位（位7）必须是逻辑1，如果它为0，则不能把数据写入到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（A4～A0）：
指示操作单元的地址；
位0（最低有效位）：
如为0，表示要进行写操作，为1表示进行读操作。
控制字总是从最低位开始输出。
在控制字指令输入后的下一个SCLK时钟的上升沿时，数据被写入DS1302，数据输入从最低位（0位）开始。
同样，在紧跟8位的控制字指令后的下一个SCLK脉冲的下降沿，读出DS1302的数据，读出的数据也是从最低位到最高位。
数据读写时序如图7。
图7数据读写时序
具体操作见驱动程序。
3电路原理图:
电路原理图如图8，DS1302与单片机的连接也仅需要3条线：
CE引脚、SCLK串行时钟引脚、I/O串行数据引脚，Vcc2为备用电源，外接32.768kHz晶振，为芯片提供计时脉冲。
图8
4驱动程序
//寄存器宏定义
#defineWRITE_SECOND0x80
#defineWRITE_MINUTE0x82
#defineWRITE_HOUR0x84
#defineREAD_SECOND0x81
#defineREAD_MINUTE0x83
#defineREAD_HOUR0x85
#defineWRITE_PROTECT0x8E
//位寻址寄存器定义
sbitACC_7=ACC^7;
//管脚定义
sbitSCLK=P3^5;//DS1302时钟信号7脚
sbitDIO=P3^6;//DS1302数据信号6脚
sbitCE=P3^7;//DS1302片选5脚
//地址、数据发送子程序
voidWrite1302（unsignedcharaddr,dat）
{
unsignedchari,temp;
CE=0;//CE引脚为低，数据传送中止
SCLK=0;//清零时钟总线
CE=1;//CE引脚为高，逻辑控制有效
//发送地址
for（i=8;i>0;i--）//循环8次移位
{
SCLK=0;
temp=addr;
DIO=（bit）（temp&0x01）;//每次传输低字节
addr>>=1;//右移一位
SCLK=1;
}
//发送数据
for（i=8;i>0;i--）
{
SCLK=0;
temp=dat;
DIO=（bit）（temp&0x01）;
dat>>=1;
SCLK=1;
}
CE=0;
}
//数据读取子程序
unsignedcharRead1302（unsignedcharaddr）
{
unsignedchari,temp,dat1,dat2;
CE=0;
SCLK=0;
CE=1;
//发送地址
for（i=8;i>0;i--）//循环8次移位
{
SCLK=0;
temp=addr;
DIO=（bit）（temp&0x01）;//每次传输低字节
addr>>=1;//右移一位
SCLK=1;
}
//读取数据
for（i=8;i>0;i--）
{
ACC_7=DIO;
SCLK=1;
ACC>>=1;
SCLK=0;
}
CE=0;
dat1=ACC;
dat2=dat1/16;//数据进制转换
dat1=dat1%16;//十六进制转十进制
dat1=dat1+dat2*10;
return（dat1）;
}
//初始化DS1302
voidInitial（void）
{
Write1302（WRITE_PROTECT,0X00）;//禁止写保护
Write1302（WRITE_SECOND,0x56）;//秒位初始化
Write1302（WRITE_MINUTE,0x34）;//分钟初始化
Write1302（WRITE_HOUR,0x12）;//小时初始化
Write1302（WRITE_PROTECT,0x80）;//允许写保护
}
51单片机综合学习系统之DS1302时钟应用篇《电子制作》2008年10月站长原创，如需引用请注明出处
大家好，通过以前的学习，我们已经对51单片机综合学习系统的使用方法及学习方式有所了解与熟悉，学会了使用AD模数转换的基本知识，体会到了综合学习系统的易用性与易学性，这一期我们将一起学习DS1302时钟的基本原理与应用实例。
先看一下我们将要使用的51单片机综合学习系统能完成哪些实验与产品开发工作：
分别有流水灯，数码管显示，液晶显示，按键开关，蜂鸣器奏乐，继电器控制，IIC总线，SPI总线，PS/2实验，AD模数转换，光耦实验，串口通信，红外线遥控，无线遥控，温度传感，步进电机控制等等。
主体系统如图1所示，其配套书本教程《单片机快速入门》如图2所示。
图151单片机综合学习系统主机部分图片
图251单片机综合学习系统配套书本教程——《单片机快速入门》
上图是我们将要使用的51单片机综合学习系统硬件平台，如图1所示，本期实验我们用到了综合系统主机、板载的DS1302时钟芯片，综合系统其它功能模块原理与使用详见前几期《电子制作》杂志及后期连载教程介绍。
在很多单片机系统中都要求带有实时时钟电路，如最常见的数字钟、钟控设备、数据记录仪表，这些仪表往往需要采集带时标的数据，同时一般它们也会有一些需要保存起来的重要数据，有了这些数据，便于用户后期对数据进行观察、分析。
本小节就介绍市面上常见的时钟芯片DS1302的应用。
DS1302是美国DALLAS公司推出的一款高性能、低功耗、带内部RAM的实时时钟芯片（RTC），也就是一种能够为单片机系统提供日期和时间的芯片。
通过本小节的学习，我们将会把RTC相关的一些技术粗略介绍一下，然后介绍DS1302与单片机之间的软硬件应用。
DS1302时钟芯片简介
DS1302是DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片，内含一个实时时钟/日历和31字节静态RAM，可以通过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、星期、月、年的信息，每个月的天数和闰年的天数可自动调整，时钟操作可通过AM/PM标志位决定采用24或12小时时间格式。
DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信，仅需三根I/O线：
复位（RST）、I/O数据线、串行时钟（SCLK）。
时钟/RAM的读/写数据以一字节或多达31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，功耗小于1mW。
DS1302的内部结构
DS1302的外部引脚功能说明如图3所示：
图3DS1302封装图
X1，X2
32.768kHz晶振引脚
GND
地
RST
复位
I/O
数据输入/输出
SCLK
串行时钟
VCC1
电池引脚
VCC2
主电源引脚
DS1302的内部结构如图4所示，主要组成部分为：
移位寄存器、控制逻辑、振荡器、实时时钟以及RAM。
虽然数据分成两种，但是对单片机的程序而言，其实是一样的，就是对特定的地址进行读写操作。
图4DS1302的内部结构图
DS1302含充电电路，可以对作为后备电源的可充电电池充电，并可选择充电使能和串入的二极管数目，以调节电池充电电压。
不过对我们目前而言，最需要熟悉的是和时钟相关部分的功能，对于其它参数请参阅数据手册。
DS1302的工作原理
DS1302工作时为了对任何数据传送进行初始化，需要将复位脚（RST）置为高电平且将8位地址和命令信息装入移位寄存器。
数据在时钟（SCLK）的上升沿串行输入，前8位指定访问地址，命令字装入移位寄存器后，在之后的时钟周期，读操作时输出数据，写操作时输出数据。
时钟脉冲的个数在单字节方式下为8+8（8位地址+8位数据），在多字节方式下为8加最多可达248的数据。
DS1302的寄存器和控制命令
对DS1302的操作就是对其内部寄存器的操作，DS1302内部共有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。
时钟突发寄存器可一次性顺序读写除充电寄存器以外的寄存器。
日历、时间寄存器及控制字如表1所示：
寄存器名称
7
6
5
4
3
2
1
0
1
RAM/CK
A4
A3
A2
A1
A0
RD/W
秒寄存器
1
0
0
0
0
0
0
分寄存器
1
0
0
0
0
0
1
小时寄存器
1
0
0
0
0
1
0
日寄存器
1
0
0
0
0
1
1
月寄存器
1
0
0
0
1
0
0
星期寄存器
1
0
0
0
1
0
1
年寄存器
1
0
0
0
1
1
0
写保护寄存器
1
0
0
0
1
1
1
慢充电寄存器
1
0
0
1
0
0
0
时钟突发寄存器
1
0
1
1
1
1
1
表1：
日历、时钟寄存器与控制字对照表
最后一位RD/W为“0”时表示进行写操作，为“1”时表示读操作。
DS1302内部寄存器列表如表2所示：
寄存器名称
命令字
取值范围
各位内容
写
读
7
6
5
4
3
2
1
0
秒寄存器
80H
81H
00-59
CH
10SEC
SEC
分寄存器
82H
83H
00-59
0
10MIN
MIN
小时寄存器
84H
85H
01-12或00-23
12/24
0
A
HR
HR
日期寄存器
86H
87H
01-28,29,30,31
0
0
10DATE
DATE
月份寄存器
88H
89H
01-12
0
0
0
10M
MONTH
周寄存器
8AH
8BH
01-07
0
0
0
0
0
DAY
年份寄存器
8CH
8DH
00-99
10YEAR
YEAR
表2：
DS14302内部主要寄存器分布表
DS1302内部的RAM分为两类，一类是单个RAM单元，共31个，每个单元为一个8位的字节，其命令控制字为COH~FDH，其中奇数为读操作，偶数为写操作；再一类为突发方式下的RAM，此方式下可一次性读写所有的RAM的31个字节，命令控制字为FEH（写）、FFH（读）。
我们现在已经知道了控制寄存器和RAM的逻辑地址，接着就需要知道如何通过外部接口来访问这些资源。
单片机是通过简单的同步串行通讯与DS1302通讯的，每次通讯都必须由单片机发起，无论是读还是写操作，单片机都必须先向DS1302写入一个命令帧，这个帧的格式如表1所示，最高位BIT7固定为1，BIT6决定操作是针对RAM还是时钟寄存器，接着的5个BIT是RAM或时钟寄存器在DS1302的内部地址，最后一个BIT表示这次操作是读操作抑或是写操作。
物理上，DS1302的通讯接口由3个口线组成，即RST，SCLK，I/O。
其中RST从低电平变成高电平启动一次数据传输过程，SCLK是时钟线，I/O是数据线。
具体的读写时序参考图5，但是请注意，无论是哪种同步通讯类型的串行接口，都是对时钟信号敏感的，而且一般数据写入有效是在上升沿，读出有效是在下降沿（DS1302正是如此的，但是在芯片手册里没有明确说明），如果不是特别确定，则把程序设计成这样：
平时SCLK保持低电平，在时钟变动前设置数据，在时钟变动后读取数据，即数据操作总是在SCLK保持为低电平的时候，相邻的操作之间间隔有一个上升沿和一个下降沿。
图5DS1302的命令字结构
DS1302的软硬件设计实例
本例将实现对DS1302的读写操作，将时钟数据在LED数码管上显示出来。
调试时将功能选择开关调到DS1302的状态上。
图6DS1302实验演示图
硬件原理图
图10-46硬件原理图
程序流程图
图10-47软件流程图
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