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標題: 10分鐘理解DS1302時鐘模塊 [打印本頁]

作者: ppptalk 時間: 2018-4-19 18:43
標題: 10分鐘理解DS1302時鐘模塊
1. 思路分析

講解DS1302模塊之前先來看看我們平時使用的電子表或者手機。主要涉及兩個方面，如下圖所示。第一個就是查看時間和日期，比如2014年11月15日09時00分50秒星期六，等等。另外一個方面就是設置或者調整時間/日期信息。

圖1 時鐘信息示意圖

同樣的道理,對于DS1302模塊，我們也是從這兩個方面來類比分析的。第一個，查看日期時間，既然是“查看”也就是從DS1302“獲取”信息，那么與‘讀’ DS1302相關。第二個，設置日期時間，既然是“設置”也就是向DS1302“輸入”信息，那么就是與 ‘寫’ DS1302相關了，或者說修改它的相關信息。好了，分析到這里，根據以前講過的內容，你應該可以猜到它的大概設計模樣了。既然是‘讀’和‘寫’ DS1302，那么緊跟著的問題就是，怎么讀，從哪里‘讀‘，怎么“寫”，往哪里“寫”?前面講過，對于機器只有0和1，那么很明顯需要把年月日時間等轉成用0和1來表示。根據前面的經驗通常以一個字節為單位。現在我們把年月日時分秒星期拆成幾個部分。比如‘秒’，我們就用一個字節來表示，‘分’也用一個字節來表示，依此類推，這樣‘秒-分-時-日-月-年’一共需要6個字節，另外加一個‘星期’，一共7個字節來表示，同時給它們排序。比如地址0的字節表示‘秒’，地址1的字節表示’分‘，等等。如下表1所示，注意這個表格只是我們自己的猜測。

表1 時鐘信息存儲分布猜測

這樣就好理解了，當我們需要設置時間和日期時，就是往這7個字節寫入信息，當需要查看時間和日期時，就是去讀取這7個字節內容即可。如果理解了這個，那么對DS1302的整個分析思路也就清晰了，下面我們就按照這個思路看看具體的操作步驟。

2. 操作步驟分析

這里以"寫"為例，簡單描述這個過程，"讀"的過程與"寫"類似。

(1) 如何確定地址

既然是寫，首先要告訴1302寫到哪一個地址，思考過程與LCD1602類似，那么就給DS1302發送一個地址命令（CMD）。前面說過，機器之間的溝通通常是以字節也就是8位為基本單元的，那么就用"0000 0000"來表示1302地址0的字節，用"0000 0001"來表示1302地址1的字節，依此類推。前面做了個猜想，DS1302一共才7個字節（表格1所示），用8個bit來確定，太浪費了。那么就改進一下，如何改進呢？我們用這個地址命令CMD的bit1~bit5來確定這7個字節，比如當bit1~bit5取00000的時候就表示DS1302地址0的字節，取00001的時候就表示DS1302地址1的字節，依此類推。那么地址命令CMD的bit0,bit6和bit7如何處理？這個bit7也就是最高位固定為1，bit6用來設置選擇CK(時鐘)還是RAM。那么還剩下最后一位bit0如何處理？

(2) 如何確定"寫"還是"讀"

通過上面的分析已經知道了單片機如何告訴1302"寫"的地址。注意，這里只是確定了"地址"，DS1302仍然不知道你對這個地址是要"讀"還是"寫"。這樣地址命令CMD的最低位還沒有處理，剛好拿來用作"寫"和"讀"的確定。比如當CMD的bit0取0的時候就表示"寫", 取1的時候就表示"讀"。這樣CMD里面既有地址信息，又有命令信息，所以叫做地址命令字節。

現在我們來舉個例子，假如往表格1中的地址0寫入數據（實際上就是設置秒鐘），那么CMD的bit1~bit5就取00000，最低位bit0確定"讀"還是"寫"，很明顯也取"0"。最高位bit7固定為1。剩下bit6用來選擇寫RAM還是CK，我們要寫時鐘相關的信息，很明顯取0，這樣CMD就是1000 0000(0x80). 如果你要"讀"地址0的數據(實際上就是查看秒鐘)呢？只需要把CMD的bit0修改為1就可以了。那么CMD就為1000 0001(0x81).

(3) 確定寫入的數據

"讀"還是"寫"確定了，地址也確定了，之后再發送一個字節的數據，這個數據與秒鐘是如何對應的，就去翻一翻芯片手冊了，這個比較好理解。

3. 突發模式(Burst Mode)分析

以上操作過程如果正確，就能顯示和設置時間了。但是這里面實際上還有個BUG，舉個例子來說明一下。假如你要記錄一個人跑步的圖像，第一次觀察到他的左腿在前，第二次觀察到他的右腿在前，如果你把這兩次信息結合起來一定會得出錯誤的結論，就是兩條腿都在前面，這不是"跑"這是"跳"。錯誤的原因是"跑"是一個動態的過程。同樣的道理，假設現在時間為00分59秒，你先讀"秒"，記錄為59秒，然后讀"分"。注意這也是一個動態的過程，此時00分可能變成01分了，這樣你讀到就是01分，然后把這兩次讀的結果結合起來就是01分59秒。很明顯是不對的，那么如何處理呢？對于"跑"，處理過程很簡單，"拍照"就行了，拍完照片然后去觀察照片就不會出錯了，因為照片是"靜止"的。對于DS1302也用同樣"拍照"的處理方法，把"時"分"""秒"等信息"照"下來，然后去讀這張"靜止"的照片就不會出錯了。拍照是一個比較平民化的詞匯，為了體現這個行業的專業性，換一個比較難懂的詞匯顯得更高深，叫Burst Mode-突發模式，實際上就是拍照或者說我們平時用的截屏。

綜合來看，不論是LCD1602，OLED 還是DS18B20，如果仔細去分析的話，它們還是有很多內在共同點的。

上一篇：

10分鐘理解LCD1602液晶顯示模塊
10分鐘理解LCD1602如何顯示自定義字符
10分鐘理解OLED顯示模塊
10分鐘理解DS18B20數字溫度計模塊

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作者: A17094430 時間: 2018-4-24 20:16
學習了，精彩的文章

作者: AOP 時間: 2018-4-27 00:16
人才，我得好好學習學習。

作者: a779229648 時間: 2018-9-11 09:41
感謝樓主分享

作者: qq76832893 時間: 2018-9-11 13:43
鏈接失效了。

作者: 1988 時間: 2018-9-11 14:44
大家都好厲害呀。

作者: 9-9-9-9 時間: 2018-9-11 15:37
精彩的文章，值得一看

作者: HWL0541 時間: 2018-9-18 11:07
下載了分享的連接不能用啊，黑幣浪費了

作者: dd2dd 時間: 2021-2-26 00:53
精彩的文章，好厲害呀值得一看

作者: T-123258 時間: 2021-3-31 10:17
很有用的答案，對DS1302時鐘模塊解釋的很到位，很清晰。

作者: T-123258 時間: 2021-3-31 10:18
很有用的答案，對DS1302時鐘模塊的解釋很到位，很清晰。

作者: yudingan 時間: 2021-4-17 10:29
文章很詳細啊謝謝了好好學習

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