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DS1302時鐘芯片詳解

2015-10-15

DS1302芯片概述

       DS1302是DALLAS(達拉斯)公司出的一款涓流充電時鐘芯片,2001年DALLAS被MAXIM(美信)收購,因此我們看到的DS1302的數(shù)據(jù)手冊既有DALLAS的標志,又有MAXIM的標志,大家了解即可。

       DS1302實時時鐘芯片廣泛應用于電話、傳真、便攜式儀器等產(chǎn)品領域,他的主要性能指標如下

1、DS1302是一個實時時鐘芯片,可以提供秒、分、小時、日期、月、年等信息,并且還有軟件自動調(diào)整的能力,可以通過配置AM/PM來決定采用24小時格式還是12小時格式。

2、擁有31字節(jié)數(shù)據(jù)存儲RAM。

3、串行I/O通信方式,相對并行來說比較節(jié)省IO口的使用。

4、DS1302的工作電壓比較寬,大概是2.0V~5.5V都可以正常工作。

5、DS1302這種時鐘芯片功耗一般都很低,它在工作電壓2.0V的時候,工作電流小于300nA。

6、DS1302共有8個引腳,有兩種封裝形式,一種是DIP-8封裝,芯片寬度(不含引腳)是300mil,一種是SOP-8封裝,有兩種寬度,一種是150mil,一種是208mil。

7、當供電電壓是5V的時候,兼容標準的TTL電平標準,這里的意思是,可以完美的和單片機進行通信。

8、 由于DS1302是DS1202的升級版本,所以所有的功能都兼容DS1202。此外DS1302有兩個電源輸入,一個是主電源,另外一個是備用電源,比 如可以用電池或者大電容,這樣是為了保證系統(tǒng)掉電的情況下,我們的時鐘還會繼續(xù)走。如果使用的是充電電池,還可以在正常工作時,設置充電功能,給我們的備 用電池進行充電。

我們看一下DS1302的引腳封裝圖,如圖22-1所示。

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圖22-1 DS1302封裝圖

       所謂的DIP封裝Dual In-line Package,也叫做雙列直插式封裝技術,就如同STC89C52RC單片機,就是個典型的DIP封裝,當然這個STC89C52RC還有其他的封裝, 為了方便學習使用,我們采用的是DIP封裝。而74HC245、74HC138、24C02、DS1302我們用的都是SOP封裝Small Out-Line Package,是一種芯片兩側(cè)引出L形引腳的封裝技術,大家可以了解一下這些常識性知識。

       DS1302的特點第二條“擁有31字節(jié)數(shù)據(jù)存儲RAM”,這是DS1302額外存在的資源。這31字節(jié)的RAM相當于一個存儲器一樣,我們編寫單片機程 序的時候,可以把我們想存儲的數(shù)據(jù)存儲在DS1302里邊,需要的時候讀出來,這塊功能和EEPROM有點類似,相當于一個掉電丟失數(shù)據(jù)的 “EEPROM”,如果我們的時鐘電路加上備用電池,那么這31個字節(jié)的RAM就可以替代EEPROM的功能了。

DS1302的硬件信息

       我們平時所用的不管是單片機,還是其他一些電子器件,根據(jù)使用條件的約束,可以分為商業(yè)級和工業(yè)級,DS1302的購買信息如下圖22-2所示。

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圖22-1 DS1302訂購信息

  我們在訂購DS1302的時候,就可以根據(jù)圖22-2所標識的來跟銷售廠家溝通,商業(yè)級的工作電壓略窄,是0到70度,而工業(yè)級可以工作在零下40度到85度。TOP MARK就是指在芯片上印的字。

  DS1302一共有8個引腳,下邊要根據(jù)引腳分布圖和典型電路圖來介紹一下每個引腳的功能,如圖22-3和圖22-4所示。

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圖22-3 DS1302引腳圖

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圖22-4 DS1302典型電路

       1腳VCC2是主電源正極的引腳,2腳X1和3腳X2是晶振輸入和輸出引腳,4腳GND是負極,5腳CE是使能引腳,接單片機的IO口,6腳I/O是數(shù)據(jù) 傳輸引腳,接單片機的IO口,7腳SCLK是通信時鐘引腳,接單片機的IO口,8腳VCC1是備用電源引腳。如果在8腳接一個10uF的電容,經(jīng)過試驗可 以運行1分鐘左右的時間,如果大家想運行時間再長,可以加大電容的容量,如圖22-5和圖22-6所示。

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圖22-5 DS1302無備用電源

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圖22-6 DS1302電容作備用電源

   涓流充電功能,大家作為選學即可,我們使用的時候直接用5V電源接一個二極管,在有主電源的情況下給電容充電,在主電源掉電的情況下,這個電容可以給 DS1302大約供電1分鐘左右,這種電路的最大用處是在電池供電系統(tǒng)中更換主電池的時候保持實時時鐘的運行不中斷,1分鐘的時間對于更換電池足夠了。此 外,通過我們的使用經(jīng)驗,在DS1302的主電源引腳串聯(lián)一個1K電阻可以有效的防止電源對DS1302的沖擊,R6就是,而R9,R26,R32都是上 拉電阻。

  我們把8個引腳功能分別介紹,如表22-1所示。

表22-1 DS1302引腳功能圖

引腳編號   引腳名稱   引腳功能

1   Vcc2  主電源引腳,當Vcc2比Vcc1高0.2V以上時,DS1302由VCC2供電,當Vcc2低于Vcc1時,由Vcc1供電。

2     X1  這兩個引腳需要接一個32.768K的晶振,給DS1302提供一個基準。特別注意,要求這個晶振的引腳負載電容必須是6pF,而不是要加6pF的電容。如果使用有源晶振的話,接到X1上即可,X2懸空。

3     X2 

4   GND   接地。

5    CE     DS1302的輸入引腳。當讀寫DS1302的時候,這個引腳必須是高電平,DS1302這個引腳內(nèi)部有一個40k的下拉電阻。 

6    I/O    這個引腳是一個雙向通信引腳,讀寫數(shù)據(jù)都是通過這個引腳完成。DS1302這個引腳的內(nèi)部含有一個40k的下拉電阻。

7   SCLK  輸入引腳。SCLK是用來作為通信的時鐘信號。DS1302這個引腳的內(nèi)部含有一個40k的下拉電阻。

8   Vcc1  備用電源引腳。

       DS1302的電路一個重點就是時鐘電路,它所使用的晶振是一個32.768k的晶振,晶振外部也不需要額外添加其他的電容或者電阻電路了。時鐘的精度, 首先取決于晶振的精度以及晶振的引腳負載電容。如果晶振不準或者負載電容過大過小,都會導致時鐘誤差過大。在這一切都搞定后,最終一個考慮因素是晶振的溫 漂。隨著溫度的變化,晶振往往精度會發(fā)生變化,因此,在實際的系統(tǒng)中,其中一種方法就是經(jīng)常校對。比如我們所用的電腦的時鐘,通常我們會設置一個選項“將 計算機設置于internet時間同步”。選中這個選項后,一般可以過一段時間,我們的計算機就會和internet時間校準同步一次。


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