DS18B20介绍

  • DS1302是由美国DALLAS公司推出的具有涓细电流充电能力的低功耗实时时钟芯片。它可以对年、月、日、周、时、分、秒进行计时，且具有闰年补偿等多种功能
  • RTC(Real Time Clock)：实时时钟，是一种集成电路，通常称为时钟芯片

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引脚定义和应用电路

内部结构框图

寄存器定义

命令字

命令字启动每一次数据传输. MSB (位 7)必须是逻辑 1. 如果是 0则禁止对 DS1302写入. 位 6 在逻辑 0时规定为时钟/日历数据,逻辑 1时为 RAM数据.位 1 至 位 5 表示了输入输出的指定寄存器.LSB (位 0) 在逻辑0时为写操作(输出),逻辑1时为读操作(输入).命令字以 LSB (位 0)开始总是输入.

时序定义

BCD码

  • BCD码（Binary Coded Decimal‎），用4位二进制数来表示1位十进制数

例：00010011表示13，1000 0101表示85，0001 1010不合法

  • 在十六进制中的体现：0x13表示13，0x85表示85，0x1A不合法
  • BCD码转十进制：DEC=BCD/16*10+BCD%16; （2位BCD）
  • 十进制转BCD码：BCD=DEC/10*16+DEC%10; （2位BCD）

DS1302时钟

DS1302.c文件

#include <REGX52.H>

//引脚定义
sbit DS1302_SCLK=P3^6;
sbit DS1302_IO=P3^4;
sbit DS1302_CE=P3^5;

//寄存器写入地址/指令定义
#define DS1302_SECOND        0x80
#define DS1302_MINUTE        0x82
#define DS1302_HOUR            0x84
#define DS1302_DATE            0x86
#define DS1302_MONTH        0x88
#define DS1302_DAY            0x8A
#define DS1302_YEAR            0x8C
#define DS1302_WP            0x8E

//时间数组，索引0~6分别为年、月、日、时、分、秒、星期
unsigned char DS1302_Time[]={19,11,16,12,59,55,6};

/**
  * @brief  DS1302初始化
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void DS1302_Init(void)
{
    DS1302_CE=0;
    DS1302_SCLK=0;
}

/**
  * @brief  DS1302写一个字节
  * @param  Command 命令字/地址
  * @param  Data 要写入的数据
  * @retval 无
  */
void DS1302_WriteByte(unsigned char Command,Data)
{
    unsigned char i;
    DS1302_CE=1;
    for(i=0;i<8;i++)
    {
        DS1302_IO=Command&(0x01<<i);
        DS1302_SCLK=1;
        DS1302_SCLK=0;
    }
    for(i=0;i<8;i++)
    {
        DS1302_IO=Data&(0x01<<i);
        DS1302_SCLK=1;
        DS1302_SCLK=0;
    }
    DS1302_CE=0;
}

/**
  * @brief  DS1302读一个字节
  * @param  Command 命令字/地址
  * @retval 读出的数据
  */
unsigned char DS1302_ReadByte(unsigned char Command)
{
    unsigned char i,Data=0x00;
    Command|=0x01;    //将指令转换为读指令
    DS1302_CE=1;
    for(i=0;i<8;i++)
    {
        DS1302_IO=Command&(0x01<<i);
        DS1302_SCLK=0;
        DS1302_SCLK=1;
    }
    for(i=0;i<8;i++)
    {
        DS1302_SCLK=1;
        DS1302_SCLK=0;
        if(DS1302_IO){Data|=(0x01<<i);}
    }
    DS1302_CE=0;
    DS1302_IO=0;    //读取后将IO设置为0，否则读出的数据会出错
    return Data;
}

/**
  * @brief  DS1302设置时间，调用之后，DS1302_Time数组的数字会被设置到DS1302中
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void DS1302_SetTime(void)
{
    DS1302_WriteByte(DS1302_WP,0x00);
    DS1302_WriteByte(DS1302_YEAR,DS1302_Time[0]/10*16+DS1302_Time[0]%10);//十进制转BCD码后写入
    DS1302_WriteByte(DS1302_MONTH,DS1302_Time[1]/10*16+DS1302_Time[1]%10);
    DS1302_WriteByte(DS1302_DATE,DS1302_Time[2]/10*16+DS1302_Time[2]%10);
    DS1302_WriteByte(DS1302_HOUR,DS1302_Time[3]/10*16+DS1302_Time[3]%10);
    DS1302_WriteByte(DS1302_MINUTE,DS1302_Time[4]/10*16+DS1302_Time[4]%10);
    DS1302_WriteByte(DS1302_SECOND,DS1302_Time[5]/10*16+DS1302_Time[5]%10);
    DS1302_WriteByte(DS1302_DAY,DS1302_Time[6]/10*16+DS1302_Time[6]%10);
    DS1302_WriteByte(DS1302_WP,0x80);
}

/**
  * @brief  DS1302读取时间，调用之后，DS1302中的数据会被读取到DS1302_Time数组中
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void DS1302_ReadTime(void)
{
    unsigned char Temp;
    Temp=DS1302_ReadByte(DS1302_YEAR);
    DS1302_Time[0]=Temp/16*10+Temp%16;//BCD码转十进制后读取
    Temp=DS1302_ReadByte(DS1302_MONTH);
    DS1302_Time[1]=Temp/16*10+Temp%16;
    Temp=DS1302_ReadByte(DS1302_DATE);
    DS1302_Time[2]=Temp/16*10+Temp%16;
    Temp=DS1302_ReadByte(DS1302_HOUR);
    DS1302_Time[3]=Temp/16*10+Temp%16;
    Temp=DS1302_ReadByte(DS1302_MINUTE);
    DS1302_Time[4]=Temp/16*10+Temp%16;
    Temp=DS1302_ReadByte(DS1302_SECOND);
    DS1302_Time[5]=Temp/16*10+Temp%16;
    Temp=DS1302_ReadByte(DS1302_DAY);
    DS1302_Time[6]=Temp/16*10+Temp%16;
}

main.c文件

#include <REGX52.H>
#include "LCD1602.h"
#include "DS1302.h"

void main()
{
    LCD_Init();
    DS1302_Init();
    LCD_ShowString(1,1,"  -  -  ");//静态字符初始化显示
    LCD_ShowString(2,1,"  :  :  ");

    DS1302_SetTime();//设置时间

    while(1)
    {
        DS1302_ReadTime();//读取时间
        LCD_ShowNum(1,1,DS1302_Time[0],2);//显示年
        LCD_ShowNum(1,4,DS1302_Time[1],2);//显示月
        LCD_ShowNum(1,7,DS1302_Time[2],2);//显示日
        LCD_ShowNum(2,1,DS1302_Time[3],2);//显示时
        LCD_ShowNum(2,4,DS1302_Time[4],2);//显示分
        LCD_ShowNum(2,7,DS1302_Time[5],2);//显示秒
    }
}

DS1302.h文件

#ifndef __DS1302_H__
#define __DS1302_H__

//外部可调用时间数组，索引0~6分别为年、月、日、时、分、秒、星期
extern unsigned char DS1302_Time[];

void DS1302_Init(void);
void DS1302_WriteByte(unsigned char Command,Data);
unsigned char DS1302_ReadByte(unsigned char Command);
void DS1302_SetTime(void);
void DS1302_ReadTime(void);

#endif

可调时钟

main.c文件

#include <REGX52.H>
#include "LCD1602.h"
#include "DS1302.h"
#include "Key.h"
#include "Timer0.h"

unsigned char KeyNum,MODE,TimeSetSelect,TimeSetFlashFlag;

void TimeShow(void)//时间显示功能
{
    DS1302_ReadTime();//读取时间
    LCD_ShowNum(1,1,DS1302_Time[0],2);//显示年
    LCD_ShowNum(1,4,DS1302_Time[1],2);//显示月
    LCD_ShowNum(1,7,DS1302_Time[2],2);//显示日
    LCD_ShowNum(2,1,DS1302_Time[3],2);//显示时
    LCD_ShowNum(2,4,DS1302_Time[4],2);//显示分
    LCD_ShowNum(2,7,DS1302_Time[5],2);//显示秒
}

void TimeSet(void)//时间设置功能
{
    if(KeyNum==2)//按键2按下
    {
        TimeSetSelect++;//设置选择位加1
        TimeSetSelect%=6;//越界清零
    }
    if(KeyNum==3)//按键3按下
    {
        DS1302_Time[TimeSetSelect]++;//时间设置位数值加1
        if(DS1302_Time[0]>99){DS1302_Time[0]=0;}//年越界判断
        if(DS1302_Time[1]>12){DS1302_Time[1]=1;}//月越界判断
        if( DS1302_Time[1]==1 || DS1302_Time[1]==3 || DS1302_Time[1]==5 || DS1302_Time[1]==7 || 
            DS1302_Time[1]==8 || DS1302_Time[1]==10 || DS1302_Time[1]==12)//日越界判断
        {
            if(DS1302_Time[2]>31){DS1302_Time[2]=1;}//大月
        }
        else if(DS1302_Time[1]==4 || DS1302_Time[1]==6 || DS1302_Time[1]==9 || DS1302_Time[1]==11)
        {
            if(DS1302_Time[2]>30){DS1302_Time[2]=1;}//小月
        }
        else if(DS1302_Time[1]==2)
        {
            if(DS1302_Time[0]%4==0)
            {
                if(DS1302_Time[2]>29){DS1302_Time[2]=1;}//闰年2月
            }
            else
            {
                if(DS1302_Time[2]>28){DS1302_Time[2]=1;}//平年2月
            }
        }
        if(DS1302_Time[3]>23){DS1302_Time[3]=0;}//时越界判断
        if(DS1302_Time[4]>59){DS1302_Time[4]=0;}//分越界判断
        if(DS1302_Time[5]>59){DS1302_Time[5]=0;}//秒越界判断
    }
    if(KeyNum==4)//按键3按下
    {
        DS1302_Time[TimeSetSelect]--;//时间设置位数值减1
        if(DS1302_Time[0]<0){DS1302_Time[0]=99;}//年越界判断
        if(DS1302_Time[1]<1){DS1302_Time[1]=12;}//月越界判断
        if( DS1302_Time[1]==1 || DS1302_Time[1]==3 || DS1302_Time[1]==5 || DS1302_Time[1]==7 || 
            DS1302_Time[1]==8 || DS1302_Time[1]==10 || DS1302_Time[1]==12)//日越界判断
        {
            if(DS1302_Time[2]<1){DS1302_Time[2]=31;}//大月
            if(DS1302_Time[2]>31){DS1302_Time[2]=1;}
        }
        else if(DS1302_Time[1]==4 || DS1302_Time[1]==6 || DS1302_Time[1]==9 || DS1302_Time[1]==11)
        {
            if(DS1302_Time[2]<1){DS1302_Time[2]=30;}//小月
            if(DS1302_Time[2]>30){DS1302_Time[2]=1;}
        }
        else if(DS1302_Time[1]==2)
        {
            if(DS1302_Time[0]%4==0)
            {
                if(DS1302_Time[2]<1){DS1302_Time[2]=29;}//闰年2月
                if(DS1302_Time[2]>29){DS1302_Time[2]=1;}
            }
            else
            {
                if(DS1302_Time[2]<1){DS1302_Time[2]=28;}//平年2月
                if(DS1302_Time[2]>28){DS1302_Time[2]=1;}
            }
        }
        if(DS1302_Time[3]<0){DS1302_Time[3]=23;}//时越界判断
        if(DS1302_Time[4]<0){DS1302_Time[4]=59;}//分越界判断
        if(DS1302_Time[5]<0){DS1302_Time[5]=59;}//秒越界判断
    }
    //更新显示，根据TimeSetSelect和TimeSetFlashFlag判断可完成闪烁功能
    if(TimeSetSelect==0 && TimeSetFlashFlag==1){LCD_ShowString(1,1,"  ");}
    else {LCD_ShowNum(1,1,DS1302_Time[0],2);}
    if(TimeSetSelect==1 && TimeSetFlashFlag==1){LCD_ShowString(1,4,"  ");}
    else {LCD_ShowNum(1,4,DS1302_Time[1],2);}
    if(TimeSetSelect==2 && TimeSetFlashFlag==1){LCD_ShowString(1,7,"  ");}
    else {LCD_ShowNum(1,7,DS1302_Time[2],2);}
    if(TimeSetSelect==3 && TimeSetFlashFlag==1){LCD_ShowString(2,1,"  ");}
    else {LCD_ShowNum(2,1,DS1302_Time[3],2);}
    if(TimeSetSelect==4 && TimeSetFlashFlag==1){LCD_ShowString(2,4,"  ");}
    else {LCD_ShowNum(2,4,DS1302_Time[4],2);}
    if(TimeSetSelect==5 && TimeSetFlashFlag==1){LCD_ShowString(2,7,"  ");}
    else {LCD_ShowNum(2,7,DS1302_Time[5],2);}
}

void main()
{
    LCD_Init();
    DS1302_Init();
    Timer0Init();
    LCD_ShowString(1,1,"  -  -  ");//静态字符初始化显示
    LCD_ShowString(2,1,"  :  :  ");

    DS1302_SetTime();//设置时间

    while(1)
    {
        KeyNum=Key();//读取键码
        if(KeyNum==1)//按键1按下
        {
            if(MODE==0){MODE=1;TimeSetSelect=0;}//功能切换
            else if(MODE==1){MODE=0;DS1302_SetTime();}
        }
        switch(MODE)//根据不同的功能执行不同的函数
        {
            case 0:TimeShow();break;
            case 1:TimeSet();break;
        }
    }
}

void Timer0_Routine() interrupt 1
{
    static unsigned int T0Count;
    TL0 = 0x18;        //设置定时初值
    TH0 = 0xFC;        //设置定时初值
    T0Count++;
    if(T0Count>=500)//每500ms进入一次
    {
        T0Count=0;
        TimeSetFlashFlag=!TimeSetFlashFlag;//闪烁标志位取反
    }
}

参考资料

51单片机入门教程-2020版 程序全程纯手打 从零开始入门\_哔哩哔哩\_bilibili

最后修改：2023 年 10 月 21 日
© 允许规范转载
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