PDF《时钟芯片 DS1302 的原理及其在脉动真空灭菌器中的应用》

2006 年第

3 期 漳州师范学院学报(自然科学版) No.

3.

2006 年 (总第

53 期) Journal of Zhangzhou Teachers College(Nat. Sci.) General No.

53 文章编号:1008-7826(2006)03-0043-06 时钟芯片 DS1302 的原理及其在脉动真空灭菌器中的应用 张华林 (漳州师范学院 物理系, 福建 漳州 363000) 摘要: 文章介绍美国 DALLAS 公司推出的低功耗串行实时时钟芯片 DS1302 的结构和工作原理及其程序设 计中几个易被疏忽而导致错误的问题,并给出了解决问题的方法;

还介绍 DS1302 在脉动真空灭菌器中的应用, 给出了初始化和读写 DS1302 的PIC 单片机汇编程序. 关键词:DS1302 ;

实时时钟 ;

单片机 ;

硬件设计 ;

软件设计 中图分类号: TP273 文献标识码: A

1 引言 在很多的智能仪器仪表中,需要实时时钟,若用单片机计时,可能用到计数器,占用单片机硬件资源, 或者需要设置中断、查询、延时等,耗费单片机软件资源. 本文介绍的串行接口实时时钟芯片 DSl302 不仅 完成计时功能,而且能对时钟芯片备份电池进行涓流充电和临时存储数据. 该芯片具有体积小、功耗低、 电路简单、接口容易、占用 CPU 的I/O 口线少等特点.

2 DS1302 的结构及工作原理 DS1302 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,它可以对秒、 分、时、日、星期、月、年进行计时,且具有闰年补偿功能,时间模式可设定为

12 小时制或

24 小时制, 工作电压范围 2.0~5.5V,正常走时和保存数据时功耗小于 1uW,采用三线接口与 CPU 进行同步通信,可 一次传送一字节数据或采用突发方式一次传送最多达

31 字节的时钟数据或 RAM 数据. DS1302 内部有一个 31*8 的RAM 寄存器. 该芯片同时提供了对后备电源进行涓流充电的能力. 2.1 DS1302 的引脚构成 DS1302 的DIP 封装引脚构成如图

1 所示. (1) Vcc2 为主电源供应引脚. Vcc1 连接在备份电源以便在没有主电 源时保持正常走时和保存 RAM 中的数据. 当Vcc2 的电压大于 Vcc1+0.2V 时,由Vcc2 向DS1302 供电,反之,由Vcc1 向DS1302 供电. (2) X1 和X2 为外接 32.768KHz 晶振引脚. 芯片内部集成 6pF 电容. DS1302 也可接受外部 32.768KHz 振荡信号, 此时 X1 脚为外部振荡信号 输入脚,X2 脚悬空. (3) GND 共地引脚. 收稿日期: 2006-04-04 基金项目: 漳州市科学技术局资助项目(Z05082). 作者简介: 张华林(1973-), 男, 福建诏安人,讲师.

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7 8 Vcc1 SCLK I/O CE GND X2 X1 Vcc2 DS1302

1 图图144 漳州师范学院学报(自然科学版)

2006 年(4) CE 为3线接口的读写使能信号输入引脚. 该引脚芯片内部集成一个 40KΩ下拉电阻. (5) I/O 为3线接口的双向数据输入输出引脚. 该引脚芯片内部集成一个 40KΩ下拉电阻. (6) SCLK 为3线接口的时钟引脚. 该引脚芯片内部集成一个 40KΩ下拉 电阻. (7) Vcc1 备份电源输入引脚. 当Vcc2 的电压小于 Vcc1+0.2V 时,由Vcc1 向DS1302 供电;

当Vcc2 的电压 大于 Vcc1+0.2V 时, 由Vcc2 向DS1302 供电,同时 Vcc2 经该引脚对备份电源 进行涓流充电. 2.2 DS1302 的内部结构 DS1302 的内部结构如图

2 所示. 它主要由电源控制电路, 振荡与分频电 路, 输入移位寄存器, 命令与控制逻辑, 实时时钟,31X8RAM 等构成. 2.3 DS1302 的命令字节 DS1302 的命令字节如图

3 所示. 命令字节的最高位(位7)必须是逻辑 1,如果为逻辑 0,则不能写数据到 DS1302 中;