物联网实战--驱动篇之(七)RTC时钟(DS1302)

DS1302的RTC实时时钟的使用方法和驱动程序

端点物联

1188人浏览 · 2024-04-11 13:07:38

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一、RTC简介

实时时钟，简称RTC，这个在STM32的外设里也有，不过STM32F1系列的RTC实际上只有一个计数器功能，如果需要年月日要自己写软件计算，比较麻烦，这时候就可以使用带有年月日的RTC芯片了，常用的有DS1302，可以自己计算闰年，具体资料可以看这里。DS1302Z_（JSMSEMI(杰盛微)）DS1302Z中文资料_价格_PDF手册-立创电子商城

二、DS1302介绍

主要是看下DS1302的通讯方式和寄存器，它的通讯方式有点类似于IIC，也是时钟线+数据线，不过还多了个复位(片选)线，时序也是不一样的，没有IIC那么多信号。寄存器看下图：

其中年份是00~99，也就是2000~2099年了，数据格式是BCD码。

下面先从头文件开始：

主要定义了时间结构体、引脚结构体和IO相关函数，寄存器的地址根据手册定义。

三、初始化

首先初始化时钟、数据和复位3个引脚，其中数据脚有时候需要作为输入，具体代码如下：


/*		 
================================================================================
描述 : 硬件初始化
输入 : 
输出 :  
================================================================================
*/
void drv_ds1302_init(GPIO_TypeDef* port_clk, uint32_t pin_clk,
										 GPIO_TypeDef* port_io, uint32_t pin_io,
                     GPIO_TypeDef* port_rst, uint32_t pin_rst,
										Ds1302RtcStruct *rtc_initpara)
{
	g_sDs1302Drv.port_clk=port_clk;
	g_sDs1302Drv.pin_clk=pin_clk;
	g_sDs1302Drv.port_io=port_io;
	g_sDs1302Drv.pin_io=pin_io;
	g_sDs1302Drv.port_rst=port_rst;
	g_sDs1302Drv.pin_rst=pin_rst; 
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
	
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = pin_clk;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; 
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(port_clk, &GPIO_InitStruct);	
  
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = pin_io;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; 
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(port_io, &GPIO_InitStruct);	

	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = pin_rst;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; 
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(port_rst, &GPIO_InitStruct);	
  

	DS1302_RST_0; 	
	DS1302_CLK_0;
	delay_us(5);
	drv_ds1302_set_wp(false);
	drv_ds1302_write(0x90, 0xA7);//充电寄存器
	drv_ds1302_set_wp(true);
	
	drv_ds1302_set_hour_format(true);//24h制
	if(drv_ds1302_read(0x81)&0x80)//查询DS1302时钟是否启动,如果时钟停止走动：启动时钟+初始化时钟
	{		
		printf("DS1302 stop!\n");
		drv_ds1302_set_time(rtc_initpara);
		drv_ds1302_start();
	}

}

/*		 
================================================================================
描述 : 数据脚读写转换
输入 : 
输出 :  
================================================================================
*/
void drv_ds1302_set_io_mode(bool is_out)
{
	if(is_out)
	{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = g_sDs1302Drv.pin_io;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; 
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(g_sDs1302Drv.port_io, &GPIO_InitStruct);			
	}
	else
	{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = g_sDs1302Drv.pin_io;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
    GPIO_Init(g_sDs1302Drv.port_io, &GPIO_InitStruct);
	}
}

如果时钟没断电过就不用再次启动了。

四、字节读写

下面是最基本的字节读写函数，时序具体参考手册。


/*		 
================================================================================
描述 : 写字节
输入 : 
输出 :  
================================================================================
*/
void drv_ds1302_write(u8 reg_addr, u8 reg_data)
{
	DS1302_RST_0;
	DS1302_CLK_0;
	delay_us(2);
	DS1302_RST_1;
	delay_us(5);
	for(u8 i=0; i<8; i++)
	{
		if(reg_addr&0x01)DS1302_IO_1;
		else DS1302_IO_0;
		DS1302_CLK_1;
		delay_us(5);
		DS1302_CLK_0;
		reg_addr=reg_addr>>1;
	}
	
	for(u8 i=0; i<8; i++)
	{
		if(reg_data&0x01)DS1302_IO_1;
		else DS1302_IO_0;
		DS1302_CLK_1;
		delay_us(5);
		DS1302_CLK_0;
		reg_data=reg_data>>1;
	}	
	DS1302_RST_0;
	delay_us(5);
}

/*		 
================================================================================
描述 : 读字节
输入 : 
输出 :  
================================================================================
*/
u8 drv_ds1302_read(u8 reg_addr)
{
	DS1302_RST_1;
	delay_us(5);
	for(u8 i=0; i<8; i++)
	{
		if(reg_addr&0x01)DS1302_IO_1;
		else DS1302_IO_0;
		DS1302_CLK_1;
		delay_us(5);
		DS1302_CLK_0;
		reg_addr=reg_addr>>1;
	}
	
	drv_ds1302_set_io_mode(0);
	u8 value=0;
	for(u8 i=0; i<8; i++)
	{
		value=value>>1;
		if(DS1302_IO_READ()>0)value|=0x80; 

		DS1302_CLK_1;
		delay_us(5);
		DS1302_CLK_0;
	}	
	drv_ds1302_set_io_mode(1);
	DS1302_RST_0;	
	delay_us(5);
	return value;	
}

每次读写复位脚都要拉高才能进行，数据是低位先传输。

五、功能函数

有了基本的读写函数后，就可以根据寄存器地址进行功能设置了。比如下面的启动和停止：

/*		 
================================================================================
描述 : 停止
输入 : 
输出 :  
================================================================================
*/
void drv_ds1302_stop(void)
{
	drv_ds1302_set_wp(false);
	u8 ret=drv_ds1302_read(0x81);
	ret=ret|0x80;
	drv_ds1302_write(0x80,ret);
	drv_ds1302_set_wp(true);
}


/*		 
================================================================================
描述 : 启动
输入 : 
输出 :  
================================================================================
*/
void drv_ds1302_start(void)
{
	drv_ds1302_set_wp(false);
	u8 ret=drv_ds1302_read(0x81);
	ret=ret&0x7F;
	drv_ds1302_write(0x80,ret);
	drv_ds1302_set_wp(true);
}

时间格式设置：

/*		 
================================================================================
描述 : 设置时间格式
输入 : 
输出 :  
================================================================================
*/
void drv_ds1302_set_hour_format(bool is_24h)
{
	drv_ds1302_set_wp(false);
	if(is_24h)
	{
		u8 ret=drv_ds1302_read(0x85);
		ret=ret&0x7F;
		drv_ds1302_write(0x84,ret);		
		printf("ds1302 set 24h\n");
	}
	else
	{
		u8 ret=drv_ds1302_read(0x85);
		ret=ret|0x80;
		drv_ds1302_write(0x84,ret);		
		printf("ds1302 set 12h\n");
	}
	drv_ds1302_set_wp(true);
}

时间设置：

/*		 
================================================================================
描述 : 时间设置
输入 : 
输出 :  
================================================================================
*/
void drv_ds1302_set_time(Ds1302RtcStruct *rtc_initpara)
{
	if(rtc_initpara==NULL)
		return;
	printf("drv_ds1302_set_time=20%02x-%02x-%02x  %02x:%02x:%02x\n", rtc_initpara->rtc_year, rtc_initpara->rtc_month, rtc_initpara->rtc_date,
																																rtc_initpara->rtc_hour, rtc_initpara->rtc_minute, rtc_initpara->rtc_second	);
	drv_ds1302_set_wp(false);
	drv_ds1302_write(DS1302_SEC_ADDR,rtc_initpara->rtc_second);
	drv_ds1302_write(DS1302_MIN_ADDR,rtc_initpara->rtc_minute);
	drv_ds1302_write(DS1302_HOUR_ADDR,rtc_initpara->rtc_hour);
	
	drv_ds1302_write(DS1302_DATE_ADDR,rtc_initpara->rtc_date);
	drv_ds1302_write(DS1302_MONTH_ADDR,rtc_initpara->rtc_month);
	drv_ds1302_write(DS1302_YEAR_ADDR,rtc_initpara->rtc_year);
	
	drv_ds1302_set_wp(true);
}

时间读取：


/*		 
================================================================================
描述 : 时间读取
输入 : 
输出 :  
================================================================================
*/
void drv_ds1302_get_time(Ds1302RtcStruct *rtc_initpara)
{
	if(rtc_initpara==NULL)
		return;
	rtc_initpara->rtc_second=drv_ds1302_read(0x81);
	rtc_initpara->rtc_minute=drv_ds1302_read(0x83);
	rtc_initpara->rtc_hour=drv_ds1302_read(0x85);
	rtc_initpara->rtc_date=drv_ds1302_read(0x87);
	rtc_initpara->rtc_month=drv_ds1302_read(0x89);
	rtc_initpara->rtc_year=drv_ds1302_read(0x8D);
//	printf("drv_ds1302_get_time=20%02x-%02x-%02x  %02x:%02x:%02x\n", rtc_initpara->rtc_year, rtc_initpara->rtc_month, rtc_initpara->rtc_date,
//																																rtc_initpara->rtc_hour, rtc_initpara->rtc_minute, rtc_initpara->rtc_second	);	
}

设置类的都要先解锁写保护才能进行相应操作。

整体来讲，DS1302用起来不复杂，时序有搞清楚，寄存器弄对来就没问题了。

代码链接：https://download.csdn.net/download/ypp240124016/89117651

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