第四讲DS1302模块

[yuqiu]

以后看到 DS1302，你只需要脑补出三个搬运工、一种怪异的语言、一本带锁的密码本。

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1. 硬件层：三个搬运工 (The Pins)

DS1302 与单片机对话只靠三根线，各司其职：

• RST (CE) —— 老板： 平时躺平 (0)，站起来 (1) 就代表“要开会了”，通信开始。
• SCLK (SCK) —— 鼓手： 负责打拍子。
  • 上升沿 (0→1)：单片机把数据写进芯片。
  • 下降沿 (1→0)：芯片把数据吐给单片机。
• I/O (SDA) —— 搬运工： 唯一的数据通道。数据排成队，一位一位地过独木桥（串行通信）。

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2. 软件层：通信暗号 (The Protocol)

想要数据传得对，必须遵守这三个规矩：

• 低位先行 (LSB First)： 发数据时，先发第 0 位（脚底板），最后发第 7 位（头顶）。
  • 写代码技巧： temp & 0x01 (取最低位) 配合 temp >>= 1 (右移)。
  • 读代码技巧： temp >>= 1 (腾位置) 配合 temp |= 0x80 (填最高位)。
• 时序反转：
  • 写是上升沿干活（拍照）。
  • 读是下降沿干活（吐货）。

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3. 数据层：怪异的语言 (BCD Code)

DS1302 不讲普通的二进制，它讲 BCD 码。

• 特征： 用 16 进制的样子存 10 进制的数。
  • 比如 45秒，它存的是 0x45，而不是 0x2D。
• 翻译方法（给数码管看）：
  • 切高位（十位）： 数据 / 16
  • 割低位（个位）： 数据 % 16

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4. 逻辑层：带锁的密码本 (Register Map)

所有的操作都是在读写“寄存器”（小房间）。

• 地址规律：

  • 写地址： 时 84 → 分 82 → 秒 80 （每次减 2）。
  • 读地址： 时 85 → 分 83 → 秒 81 （每次减 2）。
  • 写保护 (WP)： 地址 8E。
    • 写之前必须 0x00 解锁。
    • 写完最好 0x80 上锁。

• 代码实战公式：
  利用地址减 2 的规律，用 for 循环批量处理：

  // 比如写时间：
  Write_Byte(0x84 - i*2, time_array[i]); 
  // 注意数组顺序必须是：[时, 分, 秒]
  

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5. 避坑指南 (Checklist)

如果你写完代码发现时间不走或者乱码，请检查：

1. 有没有解锁？ (操作 0x8E 寄存器了吗？)
2. 秒的最高位 (CH) 是不是 1？ (如果是 1，时钟就暂停了，要写 0)。
3. 读写有没有搞反？ (读是下降沿，写是上升沿)。
4. 数码管显示有没有 /16？ (必须把 BCD 码拆解才能显示)。

这就好比是**“拿着地图走迷宫”**。

左边是地图（DS1302 的寄存器表），右边是怎么走（代码实现）。

这两段代码非常聪明，它没有笨笨地写三行“写秒、写分、写时”，而是利用了地址的数学规律，用一个循环搞定了。

我们来破解其中的奥秘：

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6. 你需要的代码编写

请仔细观察左侧表格里 秒、分、时 的地址：

1. 写地址 (WRITE)：

   • 时 (Hour): 84h
   • 分 (Min): 82h
   • 秒 (Sec): 80h
   • 规律： 从“时”开始，每往下一级，地址就 减 2 (84 -> 82 -> 80)。

2. 读地址 (READ)：

   • 时 (Hour): 85h
   • 分 (Min): 83h
   • 秒 (Sec): 81h
   • 规律： 同样是每往下一级，地址就 减 2 (85 -> 83 -> 81)。

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二、 看右边的代码（利用规律）

1. 设置时间函数 Set_Rtc

for(i=0; i<3; i++)
    Write_Ds1302_Byte(0x84-i*2, ucRtc[i]);

这个 0x84 - i*2 简直是神来之笔。让我们把 i = 0, 1, 2 带进去算一下：

• 当 i = 0 时：
  • 地址：0x84 - 0 = 0x84 (查表：这是写小时)。
  • 动作：把 ucRtc[0] 写进小时寄存器。
• 当 i = 1 时：
  • 地址：0x84 - 2 = 0x82 (查表：这是写分钟)。
  • 动作：把 ucRtc[1] 写进分钟寄存器。
• 当 i = 2 时：
  • 地址：0x84 - 4 = 0x80 (查表：这是写秒)。
  • 动作：把 ucRtc[2] 写进秒寄存器。

重要结论：
这段代码默认你的数组 ucRtc 的顺序必须是：{ 时, 分, 秒 }。如果你按“秒分时”存，时间就全乱了。

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2. 读取时间函数 Read_Rtc

for(i=0; i<3; i++)
    ucRtc[i] = Read_Ds1302_Byte(0x85-i*2);

逻辑完全一样，只是起始点变成了 读地址：

• i = 0: 0x85 → 读 时 → 存入 ucRtc[0]
• i = 1: 0x83 → 读 分 → 存入 ucRtc[1]
• i = 2: 0x81 → 读 秒 → 存入 ucRtc[2]

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三、 那个奇怪的开关锁 0x8e

在 Set_Rtc 函数里：

1. 开头： Write_Ds1302_Byte(0x8e, 0);

   • 对应表格倒数第二行 WP (Write Protect)。
   • 写 0 是为了 关闭写保护，否则 DS1302 拒绝任何修改。

2. 结尾： Write_Ds1302_Byte(0x8e, 1);

   • 这里是为了 重新打开写保护。
   • （注意一个小细节）： 严格来说，根据表格，WP 是第 7 位（最高位）。标准的写法应该是写入 0x80 (二进制 1000 0000) 来打开 WP。
   • 截图里的代码写的是 1 (二进制 0000 0001)。这在有些比赛代码里能跑通可能是因为逻辑不严谨，或者仅仅是想表达“非零值”，但严谨的写法推荐用 0x80。不过在蓝桥杯比赛中，只要能锁住就行，有时候写 1 也能混过去（取决于具体芯片实现，但大概率这一行在截图代码里没起到真正的“写保护”作用，不过不影响时间设置功能）。

总结

这两段代码就是**“查表数学题”**：

1. 写时间： 从 0x84 (时) 开始，每次减 2。
2. 读时间： 从 0x85 (时) 开始，每次减 2。
3. 数组顺序： 必须是 [时, 分, 秒]。