51单片机嵌入式开发：18、STC89C52RC嵌入式DS1302实时时钟实验及数码管显示

STC89C52RC嵌入式DS1302实时时钟实验及数码管显示

  • STC89C52RC嵌入式DS1302实时时钟实验及数码管显示
  • 1 概述
    • 1.1 DS1302简介
    • 1.2 DS1302功能和特点
    • 1.3 DS1302工作原理
    • 1.4 DS1302应用领域
  • 2 DS1302设计原理
    • 2.1 引脚说明
    • 2.2 寄存器说明及使用
      • （1）命令cmd字节说明
      • （2）命令汇总
  • 3 DS1302读写软件设计
    • 3.1 读程序
    • 3.2 写程序
  • 4 软件工程代码
  • 5 总结
    • 5.1 注意事项
    • 5.2 应用总结

STC89C52RC嵌入式DS1302实时时钟实验及数码管显示

1 概述

1.1 DS1302简介

DS1302是一种经典的实时时钟芯片，由Dallas Semiconductor（现在是Maxim Integrated）生产。它是一款低成本、低功耗的实时时钟模块，适用于许多嵌入式系统和电子设备中，用于提供实时时钟和日期功能。

DS1302 可慢速充电实时时钟芯片包含实时时钟/日历和 31 字节的非易失性静态 RAM。它经过一 个简单的串行接口与微处理器通信。实时时钟/日历可对秒，分，时，日，周，月，和年进行计数，对 于小 于 31 天的月，月末的日期自动进行调整，还具有闰年校正的功能。时钟可以采用 24 小时格式 或带 AM（上午）/PM（下午）的 12 小时格式。31 字节的 RAM 可以用来临时保存一些重要数据。 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 3 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的单字节形式或多 达 31 字节的多字节形式传输。DS1302 能在非常低的功耗下工作，消耗小于 1µW 的功率便能保存 数据和时钟信息。

在这里插入图片描述

1.2 DS1302功能和特点

实时时钟功能： DS1302提供了秒、分、时、日、月、年等实时时钟信息，并能够自动处理闰年。
低功耗： DS1302具有低功耗特性，通常可以通过外部电池来提供备用电源，以保持时钟的持续运行。
SPI接口： DS1302通过简单的3线SPI接口与微控制器或其他设备进行通信。
32字节RAM： DS1302集成了32字节的RAM，可以用于存储临时数据或者配置信息。
电压范围： DS1302能够在较宽的电压范围内工作，通常在2V至5.5V之间。
精度： DS1302的时钟误差非常小，通常在几秒内每月。

1.3 DS1302工作原理

DS1302通过与微控制器的SPI通信来读取和设置时间信息。它通常连接到微控制器的GPIO引脚，并通过特定的协议（如时钟脉冲和数据线）来进行通信。通过读取和写入特定的寄存器，可以控制DS1302的各种功能。

1.4 DS1302应用领域

嵌入式系统： DS1302常被用于嵌入式系统中，为设备提供实时时钟功能。
时钟模块： DS1302可以用于制作各种时钟模块，如数字时钟、温度计时钟等。
计时器和提醒器： DS1302可以用于创建计时器、闹钟和提醒功能。
数据记录： 由于具有RAM存储功能，DS1302还可用于数据记录应用，如温度记录器等。
总的来说，DS1302是一个功能丰富、易于使用的实时时钟芯片，适用于许多需要时间记录和计时功能的应用场景。

2 DS1302设计原理

2.1 引脚说明

在这里插入图片描述

电路连接示意图：

在这里插入图片描述

2.2 寄存器说明及使用

（1）命令cmd字节说明

通常我们将第六位为0，不作为RAM使用，将其作为实时时钟的专用芯片。

在这里插入图片描述

（2）命令汇总

将寄存器地址看成命令即可：

在这里插入图片描述

3 DS1302读写软件设计

DS1302通过与微控制器的SPI通信来读取和设置时间信息。所以基本的通讯方式是以SPI半双工主从方式获取和操作DS1302内部时间数据。

3.1 读程序

根据手册读流程：

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

数据读代码设计如下：
// 从DS1302读取一个字节

unsigned char DS1302_ReadByte(void)
{unsigned char i, dat = 0;for (i = 0; i < 8; i++){dat >>= 1;               // 右移一位，准备接收下一位数据if (DS1302_IO)           // 读取数据位dat |= 0x80;         // 如果数据位为1，将最高位置1DS1302_SCLK = 1;        // 拉高时钟线，传输数据DS1302_SCLK = 0;        // 将时钟线拉低，准备传输下一位}return dat;     // 返回读取到的数据
}

// 从DS1302读取一个字节的数据

unsigned char DS1302_Read(unsigned char addr)
{unsigned char temp,i;DS1302_RST=0;             //停止工作DS1302_SCLK=0;  DS1302_RST=1;  for (i = 0; i < 8; i++){DS1302_IO = addr & 0x01; // 传输地址的最低位addr >>= 1;              // 右移一位，准备传输下一位DS1302_SCLK = 1;        // 拉高时钟线，传输数据DS1302_SCLK = 0;        // 将时钟线拉低，准备传输下一位}temp = DS1302_ReadByte();DS1302_RST=0;DS1302_SCLK=1;     //停止工作return temp; // 读取地址和数据，地址最高位置0表示读操作
}

3.2 写程序

根据手册写流程：
在这里插入图片描述在这里插入图片描述

软件代码设计如下：
// 向DS1302写入一个字节

void DS1302_WriteByte(unsigned char addr, unsigned char dat)
{unsigned char i;for (i = 0; i < 8; i++){DS1302_IO = addr & 0x01; // 传输地址的最低位addr >>= 1;              // 右移一位，准备传输下一位DS1302_SCLK = 1;        // 拉高时钟线，传输数据DS1302_SCLK = 0;        // 将时钟线拉低，准备传输下一位}for (i = 0; i < 8; i++){DS1302_IO = dat & 0x01; // 传输数据的最低位dat >>= 1;              // 右移一位，准备传输下一位DS1302_SCLK = 1;       // 拉高时钟线，传输数据DS1302_SCLK = 0;       // 将时钟线拉低，准备传输下一位}
}

// 向DS1302写入一个字节的数据

void DS1302_Write(unsigned char addr, unsigned char dat)
{DS1302_RST=0;    //停止工作DS1302_SCLK=0;                                 DS1302_RST=1;   //重新工作DS1302_WriteByte(addr | 0x80, dat); // 写入地址和数据，地址最高位置1表示写操作DS1302_RST=0;DS1302_SCLK=1;
}

4 软件工程代码

工程示意图：

在这里插入图片描述

//main.c文件

#include "includes.h"/******************************************************************/
/*                    微秒延时函数  //10us                         */
/******************************************************************/
void delay_us(unsigned int us)//delay us
{while(us--){}
}/******************************************************************/
/*                    微秒延时函数                                */
/******************************************************************/
void delay_ms(unsigned int Ms)//delay us
{while(Ms--){delay_us(100);}
}/*------------------------------------------------主函数
------------------------------------------------*/
void main (void)
{
//	unsigned char sec, min, hour;
//	
//    DS1302_Write(0x80, 0x00); // // 设置时间DS1302_Write(0x80, 0); // 秒DS1302_Write(0x82, 0x25); // 分钟DS1302_Write(0x84, 0x19); // 小时while (1){// 读取时间sec = DS1302_Read(0x81); // 秒min = DS1302_Read(0x83); // 分钟hour = DS1302_Read(0x85); // 小时// 在这里可以进行对时间的处理或其他操作delay_ms(1);sys_keynum_ledon(sec/16,6);delay_ms(1);sys_keynum_ledon(sec%16,7);delay_ms(1);sys_keynum_ledon(10,5);delay_ms(1);sys_keynum_ledon(min/16,3);delay_ms(1);sys_keynum_ledon(min%16,4);delay_ms(1);sys_keynum_ledon(10,2);delay_ms(1);sys_keynum_ledon(hour/16,0);delay_ms(1);sys_keynum_ledon(hour%16,1);}
}

//includes.h文件

#ifndef __INCLUDES_H__
#define __INCLUDES_H__//#include<reg52.h> #include<intrins.h> //汇编指令_nop_
#include<stdio.h> 	//标准输入输出//_nop_(); 产生一条NOP指令
//作用：对于延时很短的，要求在us级的，采用“_nop_”函数，这个函数相当汇编NOP指令，延时几微秒。
//NOP指令为单周期指令，可由晶振频率算出延时时间。//8051 为每个机器周期 12 时钟
//对于12M晶振，延时1uS。
//11.0592M晶振，延时1.0851uS。//对于延时比较长的，要求在大于10us，采用C51中的循环语句来实现。//包含头文件，一般情况不需要改动，头文件包含特殊功能寄存器的定义
#include "STC89C5xRC_RDP.h"//应用层头文件
//#include "c51_gpio.h"
#include "c51_ledtube.h"
//#include "c51_key.h"
//#include "c51_timer.h"
//#include "c51_exit.h"
//#include "c51_lcd1602.h"
//#include "c51_iic.h"
//#include "c51_tx1838.h"
//#include "c51_uart.h"
//#include "c51_28byj48.h"
#include "c51_ds1302.h"//extern void delay(unsigned int cnt);
extern void delay_us(unsigned int us);//delay us;
extern void delay_ms(unsigned int Ms);//delay Ms;///******************************************************************/
///*                    微秒延时函数  //10us                         */
///******************************************************************/
//void delay_us(unsigned int us)//delay us
//{
//	while(us--)
//	{
//	}
//}///******************************************************************/
///*                    微秒延时函数                                */
///******************************************************************/
//void delay_ms(unsigned int Ms)//delay us
//{
//	while(Ms--)
//	{
//		delay_us(100);
//	}
//}///*------------------------------------------------
//                    延时子程序
//------------------------------------------------*/
//void delay(unsigned int cnt) 
//{
// while(--cnt);
//}#endif

//c51_ledtube.c文件

#include "includes.h"// 显示段码值01234567,可对应原理图查看显示不同图形对应的引脚高点电平配置状态
unsigned char const EL[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,\0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};//0-Fcode unsigned char ledmap[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x40};///********************************************************
//函数名称：sys_ledtube_on1
//函数功能：点亮一个数码管全为亮起来
//入口参数：
//出口参数：
//修    改：
//内    容：
//********************************************************/
//void sys_ledtube_on1(void)
//{
//	//根据原理图，将P0口全部输出高电平，P2选择0号数码管
//	P0=0xFF;//取显示数据，段码
//	P2=0;  	//取位码
//}///********************************************************
//函数名称：sys_ledtube_on2
//函数功能：显示一组数据
//入口参数：
//出口参数：
//修    改：
//内    容：
//********************************************************/
//static unsigned char ledtube_cnt = 0;//void sys_ledtube_on2(void)
//{
//	ledtube_cnt++;
//	if(ledtube_cnt>7)
//	{
//		ledtube_cnt = 0;
//	}
//	P0 = 0x00;				//防止切换数码管瞬间有虚影出现
//	P2 = 0x00;
//	P0 = ledmap[ledtube_cnt];	//取显示数据，段码
//	P2 = ledtube_cnt;  		//取位码
//	
//	//根据人眼适应虚影缓冲时间为50ms左右
//	//我们调整delay在500以下可以看到明显的看起来是一串数据一起显示
//	delay(100); 			
//}///********************************************************
//函数名称：sys_keynum_ledon
//函数功能：显示按键数值
//入口参数：按键数值
//出口参数：
//修    改：
//内    容：
//********************************************************/
void sys_keynum_ledon(unsigned char num,unsigned char pn)
{//根据原理图，将P0口全部输出高电平，P2选择0号数码管P0 = 0x00;		//防止切换数码管瞬间有虚影出现P2 = pn;  		//取位码P0 = ledmap[num];	//取显示数据，段码
}

//c51_ledtube.h文件

#ifndef __C51_LEDTUBE_H__
#define __C51_LEDTUBE_H__extern unsigned char const EL[];//extern void sys_ledtube_on1(void);
//extern void sys_ledtube_on2(void);extern void sys_keynum_ledon(unsigned char num,unsigned char pn);#endif

//c51_ds1302.c文件

#include "includes.h"unsigned char sec, min, hour;// 向DS1302写入一个字节
void DS1302_WriteByte(unsigned char addr, unsigned char dat)
{unsigned char i;for (i = 0; i < 8; i++){DS1302_IO = addr & 0x01; // 传输地址的最低位addr >>= 1;              // 右移一位，准备传输下一位DS1302_SCLK = 1;        // 拉高时钟线，传输数据DS1302_SCLK = 0;        // 将时钟线拉低，准备传输下一位}for (i = 0; i < 8; i++){DS1302_IO = dat & 0x01; // 传输数据的最低位dat >>= 1;              // 右移一位，准备传输下一位DS1302_SCLK = 1;       // 拉高时钟线，传输数据DS1302_SCLK = 0;       // 将时钟线拉低，准备传输下一位}
}// 从DS1302读取一个字节
unsigned char DS1302_ReadByte(void)
{unsigned char i, dat = 0;for (i = 0; i < 8; i++){dat >>= 1;               // 右移一位，准备接收下一位数据if (DS1302_IO)           // 读取数据位dat |= 0x80;         // 如果数据位为1，将最高位置1DS1302_SCLK = 1;        // 拉高时钟线，传输数据DS1302_SCLK = 0;        // 将时钟线拉低，准备传输下一位}return dat;     // 返回读取到的数据
}// 向DS1302写入一个字节的数据
void DS1302_Write(unsigned char addr, unsigned char dat)
{DS1302_RST=0;    //停止工作DS1302_SCLK=0;                                 DS1302_RST=1;   //重新工作DS1302_WriteByte(addr | 0x80, dat); // 写入地址和数据，地址最高位置1表示写操作DS1302_RST=0;DS1302_SCLK=1;
}// 从DS1302读取一个字节的数据
unsigned char DS1302_Read(unsigned char addr)
{unsigned char temp,i;DS1302_RST=0;             //停止工作DS1302_SCLK=0;  DS1302_RST=1;  for (i = 0; i < 8; i++){DS1302_IO = addr & 0x01; // 传输地址的最低位addr >>= 1;              // 右移一位，准备传输下一位DS1302_SCLK = 1;        // 拉高时钟线，传输数据DS1302_SCLK = 0;        // 将时钟线拉低，准备传输下一位}temp = DS1302_ReadByte();DS1302_RST=0;DS1302_SCLK=1;     //停止工作return temp; // 读取地址和数据，地址最高位置0表示读操作
}

//c51_ds1302.h文件

#ifndef __C51_DS1302_H__
#define __C51_DS1302_H__sbit DS1302_SCLK = P3^6; // DS1302的时钟引脚sbit DS1302_IO = P3^4;   // DS1302的数据引脚sbit DS1302_RST = P3^5;  // DS1302的复位引脚extern unsigned char sec, min, hour;// 函数声明
extern void DS1302_WriteByte(unsigned char addr, unsigned char dat);extern unsigned char DS1302_ReadByte(void);extern void DS1302_Write(unsigned char addr, unsigned char dat);extern unsigned char DS1302_Read(unsigned char addr);#endif

5 总结

5.1 注意事项

（1）DS1302获取和设置的时间数值采用BCD吗方式，形式上10进制的16进制数据，比如获取数值为0x16，则其数值就是十进制的16。在解析和设置时注意发送接收数据格式。
（2）DS1302有一个停止，当芯片断电后，DS1302会停止不再计时 ，“秒”寄存器第7位为1，当DS1302停止时，读出来的秒为一直是0x80，则此时需要对秒寄存器最高位设置为0，重新启动。
DS1302_Write(0x80, 0x00);

5.2 应用总结

DS1302实时时钟芯片在许多电子设备和嵌入式系统中具有广泛的应用价值。以下是DS1302实时时钟在各种应用中的重要作用和价值：

  1. 实时时钟功能：
    DS1302提供了秒、分、时、日、月、年等实时时钟信息，可以用于跟踪时间并记录时间戳。在需要时间记录、数据同步或定时操作的应用中，DS1302可以提供准确的时间基准。
  2. 定时器和闹钟功能：
    通过DS1302，您可以实现定时器、闹钟和提醒功能，使设备能够在特定时间点执行预定的任务或发出提醒。
  3. 数据记录和时间戳：
    DS1302内置的32字节RAM可以用于存储临时数据或配置信息，适用于数据记录应用（如温度记录器），同时可以为数据添加时间戳。
  4. 电源失效保护：
    DS1302通常可以通过外部电池提供备用电源，以保持实时时钟在主电源中断时的持续运行。这种功能对于需要持续时间记录和时间跟踪的应用非常重要。
  5. 低功耗设计：
    DS1302具有低功耗特性，适用于要求节能设计的电子设备，同时可以延长电池寿命。
  6. 嵌入式系统应用：
    DS1302广泛应用于嵌入式系统、智能家居设备、温控器、时钟模块等各类电子产品中，为这些设备提供时间管理和实时时钟功能。
  7. 开发教学和实验：
    由于DS1302易于使用和集成，它也经常被用于教学和实验项目中，帮助学生学习嵌入式系统和时钟控制的基础知识。
    综上所述，DS1302实时时钟芯片在各种应用中扮演着关键角色，为设备提供准确的时间记录、定时功能和数据管理，同时具备低功耗设计和备用电源支持，使其在电子领域中具有重要的应用和价值。

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目录 1.make/makefile介绍 1.1基本认识 1.2依赖关系、依赖方法 1.3具体操作步骤 1.4进一步理解 1.5默认设置 1.6make二次使用的解释 1.7两个文件的时间问题 1.8总是被执行 1.9特殊符号介绍 1.make/makefile介绍 1.1基本认识 make是一个指令&#xff0c;makefile是一…
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【C++BFS算法】2192. 有向无环图中一个节点的所有祖先

【C++BFS算法】2192. 有向无环图中一个节点的所有祖先

本文涉及知识点 CBFS算法 LeetCode2192. 有向无环图中一个节点的所有祖先 给你一个正整数 n &#xff0c;它表示一个 有向无环图 中节点的数目&#xff0c;节点编号为 0 到 n - 1 &#xff08;包括两者&#xff09;。 给你一个二维整数数组 edges &#xff0c;其中 edges[i]…
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MQ传递用户信息

MQ传递用户信息

theme: nico 你们好&#xff0c;我是金金金。 场景 购物车里面有5个商品&#xff0c;用户勾选了并且提交订单了&#xff0c;此时需要删除购物车对应勾选的商品&#xff0c;mq的话涉及到传递用户信息~因为删除对应的购物车商品是需要传递用户信息来知晓对应用户的 生产者 消费者…
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2022真题-架构师案例（二）

2022真题-架构师案例（二）

1、某大型电商平台建立了一个在线B2B商店系统&#xff0c;并在全匡多地建设了货物仓储中心&#xff0c;通过提前备货的方式来提高货物的运送效率。但是在运营过程中&#xff0c;发现会出现很多跨仓储中心调货从而延误货物运送的情况。为此&#xff0c;该企业计划新建立一个全国…
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Pytorch 6

Pytorch 6

罗切斯特回归模型 加了激活函数 加了激活函数之后类 class LogisticRegressionModel(torch.nn.Module):def __init__(self):super(LogisticRegressionModel, self).__init__()self.linear torch.nn.Linear(1,1)def forward(self, x):# y_pred F.sigmoid(self.linear(x))y_p…
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Python 教程（二）：语法与数据结构

Python 教程（二）：语法与数据结构

目录 前言专栏列表语法特点实例代码基本数据类型变量命名规则赋值动态类型作用域示例代码 运算符list、set和dict 数据结构 区别1. list&#xff08;列表&#xff09;2. set&#xff08;集合&#xff09;3. dict&#xff08;字典&#xff09; 总结 前言 Python 是一种计算机编…
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虚拟机OP的LAN网口设置

虚拟机OP的LAN网口设置

问题&#xff1a;unraid通过虚拟机安装OP&#xff0c;然而一个网口连接路由器&#xff0c;总是无法为其他设备提供DHCP&#xff0c;导致无法使用。 一、虚拟机OP配置 二、OP内部配置 对于Lan网口&#xff0c;启用强制&#xff0c;这样可以防止OP被网口接的路由器产生冲突 三、…
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