基于DS1302数字时钟电路的设计.doc

基于 DS1302 数字时钟电路的设计 1 1引言从古代的滴漏更鼓到近代的机械钟,从电子表到目前的数字时钟,为了准确的测量和记录时间,人们一直在努力改进着计时工具。钟表的数字化,大力推动了计时的精确性和可靠性。在单片机构成的装置中,实时时钟是必不可少的部件。目前常用的实时时钟,很多采用单片机的中断服务来实现,这种方式一方面需要采用计数器,占用硬件资源,另一方面需要设置中断、查询等,同样耗费单片机的资源,而且某些测控系统可能不允许;有的则使用并行接口的时钟芯片,如 MC146818 、 DS12887 等, 它们虽然能满足单片机系统对实时时钟的要求,但是这些芯片与单片机接口复杂,占用地址、数据总线多,芯片体积大,占用空间多,给其它设计带来诸多不便。本设计选取串行接口时钟芯片 DS1302 与单片机同步通信构成数字时钟电路。其简单的三线接口能为单片机节省大量资源,DS1302 的后背电源及对后背电源进行涓细电流充电的能力保证电路断电后仍能保存时间和数据信息等。这些优点解决了目前常用的实时时钟所无法解决的问题。该时钟电路强大的功能和优越的性能,在很多领域的应用中,尤其是某些自动化控制、长时间无人看守的测控系统等对时钟精确性和可靠性有较高要求的场合, 具有很高的使用价值。 2 核心芯片简介 DS1302 简介 DS1302 [1]是美国 DALLAS 公司推出的一种高性能、低功耗、带 RAM 的实时时钟芯片, 它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时,且具有闰年补偿功能,工作电压宽达 ~ 。时钟可工作在 24小时格式或 12小时( AM / PM )格式。 DS1302 与单片机的接口使用同步串行通信, 仅用3条线与之相连接。可采用一次传送一个字节或突发方式一次传送多个字节的时钟信号或 RAM 数据。 DS1302 内部有一个 31×8的用于临时性存放数据的 RAM 寄存器。 DS1302 是 DS1202 的升级产品,与 DS1202 兼容,但增加了主电源/后背电源双电源引脚,同时提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。 DS1302 引脚功能与内部结构核心芯片简介 2 DS1302 的引脚功能如表 1所示,外形及内部结构如图 1所示[2]: 引脚号引脚名称功能 1 VCC2 主电源 2、3 X1 、 X2 振荡源,外接 32768Hz 晶振 4 GND 地线 5 RST 复位/ 片选线 6 I/O 串行数据输入/ 输出端(双向) 7 SCLK 串行时钟输入端 8 VCC1 后备电源表1 DS1302 引脚功能表图1 DS1302 管脚图及内部结构图 DS1302 的控制字 DS1302 的控制字节如图 2所示: 76543210 1 RAM CK A4A3A2A1A0 RAMK 基于 DS1302 数字时钟电路的设计 3 图2 DS1302 控制字节的含义控制字节的最高有效位(位7)必须是逻辑 1,如果它为 0,则不能把数据写入到 DS130 2 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。 DS1302 的复位引脚通过把 RST 输入驱动