我與DS1302——個(gè)人關(guān)于DS1302使用的一點(diǎn)心得

ID:262 · 發(fā)表于 2014-6-10 03:42

準(zhǔn)確地說，我是從2012年的秋天開始接觸DS1302這個(gè)芯片的。時(shí)年大四，正在做電子專業(yè)的專業(yè)實(shí)習(xí)。我們的題目是“智能家居”，其中用到了DS1302這個(gè)芯片。當(dāng)時(shí)做下來只是知道了這個(gè)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(dāng)時(shí)在網(wǎng)上找了相關(guān)的資料，也下載了一些前輩寫的程序，當(dāng)時(shí)扔到Proteus上去仿真，大概知道了改哪條語句可以實(shí)現(xiàn)什么功能什么的。時(shí)隔一年以后，已經(jīng)是畢業(yè)的人了。剛剛到公司報(bào)道，工作還比較閑，晚上或周末就有時(shí)間學(xué)點(diǎn)電路什么的，就又把DS1302翻了出來。這期間買了IC和關(guān)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(diǎn)：1.DS1302的驅(qū)動(dòng)分為往里寫和往外讀；
2.片內(nèi)集成了一部分RAM，這部分內(nèi)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(shí)候，IO口方向（input或output）是不同的：在寫數(shù)據(jù)的時(shí)候是先發(fā)8位的地址位，再發(fā)8位的時(shí)間信息（或?qū)⒁獙懭隦AM的內(nèi)容），此過程中，IO口方向一直是output。而讀數(shù)據(jù)時(shí)，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(shí)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?yàn)樾畔⑹且晃灰晃粋鬟^來的，要加以整理并儲(chǔ)存下來才算是接受，這是軟件對(duì)應(yīng)上的事情，但不考慮這些的話，至少此時(shí)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(tái)示波器。要說示波器大家都很熟悉，學(xué)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(qiáng)調(diào)一下是“我”的示波器呢，這里不免啰嗦幾句，談?wù)勎覍?duì)中國現(xiàn)行教育的一點(diǎn)看法。
我的大學(xué)后半程算是在專業(yè)知識(shí)上下了些工夫的。這從我兩屆大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽和優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)等榮譽(yù)上可以驗(yàn)證。當(dāng)然，我現(xiàn)在仍要本著學(xué)習(xí)的態(tài)度在這個(gè)行業(yè)里發(fā)展自我，但我認(rèn)為我在大學(xué)里接受到的專業(yè)技能方面的資源肯定是大于其他同學(xué)的，我經(jīng)常出入實(shí)驗(yàn)室，示波器，函數(shù)發(fā)生器也總用，但都是在老師的指導(dǎo)下使用，老師說這個(gè)東西要測(cè)一下，就去測(cè)。至于如果想做一些自己想做的實(shí)驗(yàn)，總是覺得不是很方便。我的母校在我大二的時(shí)候，將模電實(shí)驗(yàn)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(yīng)該說算數(shù)一數(shù)二了，但很遺憾，在實(shí)驗(yàn)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(shí)踐活動(dòng)，老師和同學(xué)們都開始熱衷做項(xiàng)目。也有相當(dāng)?shù)囊徊糠謱?shí)驗(yàn)資源被共享出來。這是好事。但對(duì)于學(xué)生來說，不可一味地埋頭在一個(gè)項(xiàng)目中，要挑起頭做實(shí)驗(yàn)，廣泛地涉獵，而老師要做的就是引導(dǎo)。
閑話至此。買了示波器以后做的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)是TDA2030功率放大器的性能測(cè)定。發(fā)現(xiàn)了不少問題，由于本篇主要講DS1302，所以暫不總結(jié)關(guān)于TDA2030的東西。第二個(gè)實(shí)驗(yàn)就是觀測(cè)DS1302的通訊波形。這次終于讓我搞懂了它。以下為DS1302的學(xué)習(xí)心得：
通過示波器觀察通訊信號(hào)的波形是一種必要的手段，尤其是當(dāng)電路不能正常工作的時(shí)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(rèn)為晶振不起振是硬件的問題，個(gè)人認(rèn)為并非是這樣。舉個(gè)例子：用DS1302與某單片機(jī)連接，為單片機(jī)燒寫給DS1302寫入時(shí)間信息的軟件，正常動(dòng)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(cè)晶振兩端電壓，應(yīng)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(guān)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(jī)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(jì)數(shù)還是暫停，為1的話，DS1302是不計(jì)數(shù)的。當(dāng)然，是否確實(shí)如此還需驗(yàn)證。關(guān)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(huì)再以后確認(rèn)一下是否可以。這里有一點(diǎn)，匹配的電容和走時(shí)的精準(zhǔn)度是有關(guān)系的。這里不要妄信一些論壇上是一些人說什么晶振質(zhì)量不好，什么芯片質(zhì)量不好的混話。
我測(cè)了一下晶振一端的波形，如下圖

圖1 DS1302晶振一側(cè)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(guān)鍵問題，主要是晶振兩端對(duì)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(huì)糾結(jié)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(guān)的知識(shí)（可以參照本博客中另一篇關(guān)于STC12C5410學(xué)習(xí)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(jí)的單片機(jī)，基本都可以通過設(shè)定相應(yīng)的寄存器去控制各個(gè)IO口的狀態(tài)。由于RST和CLK這兩條線對(duì)單片機(jī)來說都是輸出線，這樣一般都會(huì)將這兩個(gè)IO口設(shè)定成內(nèi)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(shí)，SDA的IO口方向一個(gè)是輸入一個(gè)是輸出，輸出的話也是用內(nèi)部上拉模式，但輸入的話一般會(huì)選擇高阻模式，此時(shí)沒有內(nèi)部上拉電阻，所以要外接一個(gè)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(xué)校時(shí)，使用STC單片機(jī)DS1302沒上拉，結(jié)果出現(xiàn)奇數(shù)秒有問題，偶數(shù)秒正常，那時(shí)調(diào)試到崩潰。

ID:36319 · 發(fā)表于 2014-6-13 08:59

好文章，心得體會(huì)，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(jīng)驗(yàn)就是經(jīng)驗(yàn)。

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(jīng)驗(yàn)就是經(jīng)驗(yàn)

ID:166645 · 發(fā)表于 2017-9-22 11:51

很有用的知識(shí)，，謝謝樓主

ID:234890 · 發(fā)表于 2017-9-22 14:41

好文章啊！學(xué)習(xí)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(xué)校時(shí)，使用STC單片機(jī)DS1302沒上拉，結(jié)果出現(xiàn)奇數(shù)秒有問題，偶數(shù)秒正常，那時(shí)調(diào)試到崩潰。

請(qǐng)問是RST、IO、SCLK三個(gè)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(shí)候秒會(huì)跳得很快，但是整體是沒問題的（就是用手機(jī)定時(shí)一分鐘，顯示器也對(duì)得上）

ID:644425 · 發(fā)表于 2020-4-12 23:56

nls 發(fā)表于 2020-3-29 15:16
請(qǐng)問是RST、IO、SCLK三個(gè)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(shí)候秒會(huì)跳 ...

上拉不是關(guān)鍵，讀之前rst多復(fù)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(qǐng)問是RST、IO、SCLK三個(gè)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(shí)候秒會(huì)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(gè)人關(guān)于DS1302使用的一點(diǎn)心得