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DS1302实时时钟模块

news 来源：原创 2025/5/20 8:48:32

0.单片机定时器时钟的几个缺点：

1.DS1302介绍

2.引脚定义和应用电路

3.原理图

4.内部结果框图，RAM（寄存器）

5.寄存器定义

6.时序定义

7.DS1302时钟代码

第一步：

第二步：

第三步：

第四步：

第五步：

第六步：

第七步：

第八步：

第九步：

第十步：

第十一步：

第十二步：

第十三步：

第十四步：

最终代码：

模块化：

DS1302.c

DS1302.h

main.c

8.可调时钟代码

第一步：

第二步：

第三步：

第四步：

第五步：

独立按键1：

独立按键2：

独立按键3：

独立按键4：

第六步：

第七步：

给定时器0初始化

复制定时器中断函数模板到主函数最下面，进行修改，让他1010（二进制）的变化

在TimeShow函数末尾修改为

最终代码：

模块化：

main.c

0.单片机定时器时钟的几个缺点：

1.精度不高，不如时钟芯片精度高

2.占用单片机CPU时间

3.不能断电，断电了就重新计时了。时钟芯片有备用电池，断电后还可以运行

1.DS1302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

2.引脚定义和应用电路

DIP直插封装、so贴片封装、接时钟的晶振（脉冲）固定的。CE、I/O、SCLK通讯引脚，设置写入时间及读取时钟

3.原理图

4.内部结果框图，RAM（寄存器）

5.寄存器定义

寄存器、WP：读写写保护；地址：0s80

要操作RTC最高位给1，第6位操作时钟给0，操作秒地址位给0，第0位读写操作：WR：0写；即10000000->80h：写秒，读81h

6.时序定义

CE（操作使能）在整个操作过程中要给高电频，就是开始写之前给1，写完之后给0，这样整个写入操作才是有效的；对我们单片机来说，在时钟的上升沿（READ）向时钟芯片写入数据，在时钟的下降沿（WRITE）时钟芯片读出发出的数据；在SCLK时钟上升沿，IO口被写入，下降沿输出：R/W（控制读写，给1单片机输出数据，给0写完一个字节后继续写）；在整个时序中只要D0~D7是1302操控，其他的部分都是单片机操控。

写入数据（在WRITE中）：第一步，CE置1；第二步把命令制的最低位0/1，设置在I/O空上；第三步，时钟给个上升沿。然后命令制的最后一位就会被写入单片机。然后A0~1重复第二第三步，最后给低电频。到了发送信号给单片机时，发第一位D0给个上升沿，重复到D7，最后给CE置0。写入数据就完成了

读出数据（在READ中）：D0之前的步骤和写入数据的D0之前的步骤一样；然后，要接受写入的数据，接受第一位数据给个下降沿数据到D0，重复到D7；然后，再给CE置0。读出数据就完成了

通过写入数据和读出数据的步骤，就能对时钟进行设置和读取了

7.DS1302时钟代码

第一步：

DS1302要用液晶屏显示，所以要把LCD1602液晶屏显示配置代码复制过来，导入项目中

第二步：

看原理图重新定义P35、P34、P36这三个引脚

第三步：

在DS1302.c里面定义这两个函数，有了这两个函数就很方便在的在某个地址下数据进行读写操作

第四步：

在DS1302.c里面初始化写操作，默认给0

第五步：

在DS1302.c时钟写字节

第六步：

看时序定义图，时钟读操作，先给下降沿，再上升沿，控制下面红色部分，上下区分开来：（&清零，|置1）

第七步：

头文件声明

第八步：

主函数调用

之后把读和显示的部分拉入循环

调用测试后发现的问题并解决

为什么，测试是，时钟会在9的时候直接到16，是因为BCD码的存在，BCD码存在方式：解读一下用4位二进制数来表示十进制数，0001 0011-->13为例，前面的0001（二进制）转换为1（十进制），后面的0011（二进制）转换位3（十进制），组合为13。0001（二进制）-->1（十进制），1010（二进制）-->10（十进制）组合超过两位不合法。十六进制就是先转换为二进制，在按照BCD码规则变成十进制数

第九步：

将BCD码转换为十进制显示，方法按照上述图片中的公式，注意：只能两位。这里是为了测试所以在主函数里面进行了BCD转换为十进制,后面为了方便，就模块化，然后在主函数里面调用，这样会方便很多

第十步：

定义数组优化模块 DS1302时钟&可调时钟

第十一步：

设置时间和读取时间（WP：写保护关闭，置0）：写的地址或上0x01就是读地址

第十二步：

这里就是第九步中BCD转换为十进制的模块化

第十三步：

函数头文件里面声明

第十四步：

主函数调用自定义函数和设置时钟的形式

最终代码：

模块化：

DS1302.c

#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
unsigned char DS1302_Time[]={25,5,9,18,00,00};/*** @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;
}

DS1302.h

#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

main.c

#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}
}

8.可调时钟代码

第一步：

将DS1302时钟复制整个工程

第二步：

把按键代码和定时器代码复制粘贴到工程里面

第三步：

在主函数包含头文件，其他的模块代码，不用动，写好直接用

第四步：

显示时间（最后2是显示宽度）

第五步：

设置时间设置函数（年，月（代码次复杂），日（最复杂），小时，分钟，秒）（越界判断，超出回归初始值）（调用函数Key）

独立按键1：

进入/退出设置时间模式

独立按键2：

按照年、月、日、小时、分钟、秒依此移动设置

独立按键3：

加时间

独立按键4：

减时间

第六步：

让设置的时间，可以写入时钟，在主函数加入DS1302_setTime

第七步：

进入时间设置模式让对应位闪烁（调用函数Timer0）

给定时器0初始化

复制定时器中断函数模板到主函数最下面，进行修改，让他1010（二进制）的变化

在TimeShow函数末尾修改为

最终代码：

模块化：

main.c

#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1TimeSetSelect%=6;//越界清零}if(KeyNum==3)//按键3按下{DS1302_Time[TimeSetSelect]++;//时间设置位数值加1if(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4按下{DS1302_Time[TimeSetSelect]--;//时间设置位数值减1if(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}
}