我與DS1302——個人關于DS1302使用的一點心得

ID:262 · 發(fā)表于 2014-6-10 03:42

準確地說，我是從2012年的秋天開始接觸DS1302這個芯片的。時年大四，正在做電子專業(yè)的專業(yè)實習。我們的題目是“智能家居”，其中用到了DS1302這個芯片。當時做下來只是知道了這個東西是干什么用的，至于怎么用，可以說是完全沒弄明白。但當時在網上找了相關的資料，也下載了一些前輩寫的程序，當時扔到Proteus上去仿真，大概知道了改哪條語句可以實現(xiàn)什么功能什么的。時隔一年以后，已經是畢業(yè)的人了。剛剛到公司報道，工作還比較閑，晚上或周末就有時間學點電路什么的，就又把DS1302翻了出來。這期間買了IC和關鍵的32.768kHz的晶振。于是就把電路給搭了出來。這次算是一次入門，雖然沒能完全搞透，但知道了以下幾點：1.DS1302的驅動分為往里寫和往外讀；
2.片內集成了一部分RAM，這部分內容是不受晶振影響的；
3.往里寫數(shù)據(jù)和往外讀數(shù)據(jù)的時候，IO口方向（input或output）是不同的：在寫數(shù)據(jù)的時候是先發(fā)8位的地址位，再發(fā)8位的時間信息（或將要寫入RAM的內容），此過程中，IO口方向一直是output。而讀數(shù)據(jù)時，同樣也是要先發(fā)8位的地址位，但之后要將IO口狀態(tài)改為input，這時將開始允許從DS1302傳來信息。這里我只是說允許信息過來，而不是說接收信息，因為信息是一位一位傳過來的，要加以整理并儲存下來才算是接受，這是軟件對應上的事情，但不考慮這些的話，至少此時是有信息過來的，只是你如何讀取并保存的問題。
最近斥資2000元添購了我人生的第一臺示波器。要說示波器大家都很熟悉，學電的沒有沒用過的。但有自己的示波器的人恐怕不多。為什么要強調一下是“我”的示波器呢，這里不免啰嗦幾句，談談我對中國現(xiàn)行教育的一點看法。
我的大學后半程算是在專業(yè)知識上下了些工夫的。這從我兩屆大學生電子設計競賽和優(yōu)秀畢業(yè)設計等榮譽上可以驗證。當然，我現(xiàn)在仍要本著學習的態(tài)度在這個行業(yè)里發(fā)展自我，但我認為我在大學里接受到的專業(yè)技能方面的資源肯定是大于其他同學的，我經常出入實驗室，示波器，函數(shù)發(fā)生器也總用，但都是在老師的指導下使用，老師說這個東西要測一下，就去測。至于如果想做一些自己想做的實驗，總是覺得不是很方便。我的母校在我大二的時候，將模電實驗室的示波器全部更新成數(shù)字示波器，這些示波器在高校中應該說算數(shù)一數(shù)二了，但很遺憾，在實驗課之外，這些家伙鮮有人問津。
近幾年我的母校有了很多的課外實踐活動，老師和同學們都開始熱衷做項目。也有相當?shù)囊徊糠謱嶒炠Y源被共享出來。這是好事。但對于學生來說，不可一味地埋頭在一個項目中，要挑起頭做實驗，廣泛地涉獵，而老師要做的就是引導。
閑話至此。買了示波器以后做的第一個實驗是TDA2030功率放大器的性能測定。發(fā)現(xiàn)了不少問題，由于本篇主要講DS1302，所以暫不總結關于TDA2030的東西。第二個實驗就是觀測DS1302的通訊波形。這次終于讓我搞懂了它。以下為DS1302的學習心得：
通過示波器觀察通訊信號的波形是一種必要的手段，尤其是當電路不能正常工作的時候。不能正常工作首先可以去判斷硬件方面是不是OK。一些論壇上有人認為晶振不起振是硬件的問題，個人認為并非是這樣。舉個例子：用DS1302與某單片機連接，為單片機燒寫給DS1302寫入時間信息的軟件，正常動作以后，改燒寫只能讀數(shù)據(jù)的軟件，（此過程中DS1302一直有電）發(fā)現(xiàn)也可正常讀數(shù)，但給DS1302斷電再上電，卻發(fā)現(xiàn)不能正常讀數(shù)。用萬用表測晶振兩端電壓，應該是一端為高電平一端為低電平，證明晶振沒有起振嗎？是和晶振兩端的電容有關嗎？
晶振這里沒有起振是顯然的，但卻不一定是硬件的問題。上例中重新上電以后，單片機沒有執(zhí)行給DS1302寫入命令的指令，也就造成DS1302上秒寄存器的最高位可能不是0，這一位決定了DS1302是計數(shù)還是暫停，為1的話，DS1302是不計數(shù)的。當然，是否確實如此還需驗證。關于晶振還有就是其兩端電容究竟用多大，有的資料寫用6pF,有的說用30pF，還有說可以不用的。后兩種我沒試過，第一種是OK的。另兩種會再以后確認一下是否可以。這里有一點，匹配的電容和走時的精準度是有關系的。這里不要妄信一些論壇上是一些人說什么晶振質量不好，什么芯片質量不好的混話。
我測了一下晶振一端的波形，如下圖

圖1 DS1302晶振一側波形（1通道）

沒有示波器的話用萬用表量也可以，電壓值是多少并不是關鍵問題，主要是晶振兩端對地的電壓如果相等，那么基本可以斷定晶振是正常工作的。這也說明，在軟件方面，至少寫秒寄存器這部分是OK的。
可能還有人會糾結上拉電阻的問題。有的電路圖上三條通信線RST（也稱OE）、SDA和CLK都有上拉電阻（10k左右），有的就只是在SDA線上加了上拉電阻。這里建議大家去研究研究IO口的輸入輸出狀態(tài)相關的知識（可以參照本博客中另一篇關于STC12C5410學習筆記的文章，本文不再贅述）。只說一句，現(xiàn)在除了89C51、89C52這種很入門級的單片機，基本都可以通過設定相應的寄存器去控制各個IO口的狀態(tài)。由于RST和CLK這兩條線對單片機來說都是輸出線，這樣一般都會將這兩個IO口設定成內部上拉的模式，所以一般外部就不用再加電阻了。但SDA不同，以為讀和寫數(shù)據(jù)時，SDA的IO口方向一個是輸入一個是輸出，輸出的話也是用內部上拉模式，但輸入的話一般會選擇高阻模式，此時沒有內部上拉電阻，所以要外接一個上拉電阻來給DS1302這邊提供高電平和電流。

ID:9542 · 發(fā)表于 2014-6-10 16:14

在學校時，使用STC單片機DS1302沒上拉，結果出現(xiàn)奇數(shù)秒有問題，偶數(shù)秒正常，那時調試到崩潰。

ID:36319 · 發(fā)表于 2014-6-13 08:59

好文章，心得體會，頂

ID:63731 · 發(fā)表于 2014-7-7 21:48

謝謝分享

ID:65877 · 發(fā)表于 2014-9-6 17:45

經驗就是經驗。

ID:48439 · 發(fā)表于 2014-10-10 23:56

#在這里快好東西頂頂帶走。

ID:67370 · 發(fā)表于 2014-10-14 17:37

好像意猶未盡，還有呢？

ID:78314 · 發(fā)表于 2015-4-29 08:45

樓主還沒說完呢？等等我們繼續(xù)聆聽教誨

ID:77498 · 發(fā)表于 2017-5-1 20:38

經驗就是經驗

ID:166645 · 發(fā)表于 2017-9-22 11:51

很有用的知識，，謝謝樓主

ID:234890 · 發(fā)表于 2017-9-22 14:41

好文章啊！學習了

ID:261381 · 發(fā)表于 2017-12-14 08:40

心得在哪里

ID:354482 · 發(fā)表于 2019-12-12 12:52

謝謝分享，很有用

ID:452928 · 發(fā)表于 2020-3-29 15:16

dongmaowan 發(fā)表于 2014-6-10 16:14
在學校時，使用STC單片機DS1302沒上拉，結果出現(xiàn)奇數(shù)秒有問題，偶數(shù)秒正常，那時調試到崩潰。

請問是RST、IO、SCLK三個口都要上拉么，還是僅僅IO口上拉呢，我現(xiàn)在也遇到和你一樣的問題，有時候秒會跳得很快，但是整體是沒問題的（就是用手機定時一分鐘，顯示器也對得上）

ID:644425 · 發(fā)表于 2020-4-12 23:56

nls 發(fā)表于 2020-3-29 15:16
請問是RST、IO、SCLK三個口都要上拉么，還是僅僅IO口上拉呢，我現(xiàn)在也遇到和你一樣的問題，有時候秒會跳 ...

上拉不是關鍵，讀之前rst多復位一次，就解決了，即rst=1，clk=1，這里delay1us以上然后，rst=0，clk=0，再rst=1，就能確保正常讀數(shù)了。

ID:644425 · 發(fā)表于 2020-4-12 23:58

nls 發(fā)表于 2020-3-29 15:16
請問是RST、IO、SCLK三個口都要上拉么，還是僅僅IO口上拉呢，我現(xiàn)在也遇到和你一樣的問題，有時候秒會跳 ...

另外，走著走著忽然秒快跳好幾秒，一般是晶振外殼沒有接地造成的。

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我與DS1302——個人關于DS1302使用的一點心得