DS1302是一款由美国DALLAS公司设计的实时时钟(RTC)芯片,具有高性能和低功耗的特点。该芯片内置31字节的静态RAM,支持SPI三线接口,通过同步通信与中央处理器(CPU)交换数据。它可以进行突发模式传输,一次性传递多个字节的时钟信息和RAM数据。
DS1302的时钟功能非常完备,能够提供秒、分、时、日、星期、月和年的准确时间,并具备闰年补偿功能。工作电压范围为2.5V到5.5V,具有双电源供电机制,可以切换主电源和备用电源。备用电源充电方式可设置,支持涓细电流充电。芯片的外部引脚包括Vcc1和Vcc2(主电源和备用电源)、SCLK(串行时钟输入)、I/O(双向数据线)以及CE(使能输入)。
CE引脚在读写操作中至关重要,必须保持高电平。它启动控制字进入移位寄存器并结束单字节或多字节数据传输。DS1302包含12个与日历和时间相关的寄存器,采用BCD码格式存储。例如,小时寄存器的位7用于设定12小时或24小时模式,秒寄存器的位7是时钟暂停标志,控制寄存器的位7是写保护位。
DS1302的31字节RAM可以用于存储额外数据,地址由控制字的特定组合确定。突发模式寄存器允许连续读写多个字节。此外,芯片还包含充电寄存器,用于管理备用电源的充电过程。
与DS1302通信遵循SPI总线协议,控制字的最高位必须为1,以允许数据写入。控制字的其他位指定了操作类型(读/写)、数据类型(RTC或RAM)以及操作地址。数据传输从最低位开始,与SCLK时钟信号同步。
电路连接中,DS1302只需要连接到CPU的CE、SCLK和I/O引脚,还需要一个32.768kHz的晶振提供精确的计时脉冲。Vcc2作为备用电源,以确保在主电源失效时仍能维持时间的准确性。
在编程方面,可以使用如上述驱动程序中的宏定义来简化对DS1302寄存器的访问,例如WRITE_SECOND、READ_HOUR等,以及位寻址寄存器的定义。通过这样的驱动程序,可以方便地读取和设置DS1302的时钟和RAM数据。
DS1302是一种广泛应用在测量系统、数据记录和其他需要精确时间戳的系统中的RTC芯片,其特性包括低功耗、完整的日期时间管理、SPI接口、备用电源管理和灵活的内存访问。理解和掌握DS1302的工作原理和通信方式对于开发涉及实时时间管理的嵌入式系统至关重要。