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基于ATMEGA48与DS1302的定时控制系统设计资料下载
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2021-04-28
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DS1302是由美国DALLAS公司推出的具有涓细电流充电能力的低功耗实时时钟芯片。它可以对年、月、日、周、时、分、秒进行计时，且具有闰年补偿等多种功能。Atmel公司的ATMEGA48是一款高性能、低功耗的8
位AVR微处理器。本文利用这两种芯片，设计了实时时钟，实时数据采集和定时控制系统。下面讲介绍DS1302与ATMEGA48的应用：
ATMEGA48与DS1302的电路连接
Atmel公司的ATMEGA48是一款高性能、低功耗的8 位AVR微处理器，使用先进的RISC
结构，大多数指令的执行时间为单个时钟周期，所以运算速度更快。两个具有独立预分频器和比较器功能的8 位定时器/ 计数器;一个具有预分频器、比较功能和捕捉功能的16
位定时器/ 计数器;具有独立振荡器的实时计数器RTC;六通道PWM;8路10 位ADC(TQFP 与MLF 封装)[ 6路10 位ADC( PDIP
封装)];可编程的串行USART 接口;可工作于主机/ 从机模式的SPI
串行接口;面向字节的两线串行接口;具有独立片内振荡器的可编程看门狗定时器;片内模拟比较器;引脚电平变化可引发中断及唤醒MCU等。
其具有的下面特点无论从编程、自编程和加密等方面都给用户提供了很大的方便。4K字节的系统内可擦写10,000
次的可编程Flash;具有独立锁定位的可选Boot 代码区，通过片上Boot程序实现系统内编程;256字节的擦写100,000
次的EEPROM;512字节的片内SRAM，可以对锁定位进行编程以实现用户程序的加密。
DS1302
是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，体积小、与单片机接口简单、工作电压范围宽(2.5~5.5V)、功耗低、接口容易、占用CPU
I/O口线少、可对时钟芯片备份电池进行涓流充电等特点。所以应用方便，被很多设计者所青睐。
图1 ATMEGA48与DS1302的电路连接
ATMEGA48与DS1302的电路连接如图1所示。由于ATMEGA48有可选的内部振荡器，所以只需接通电源即可;DS1302需要一个32768Hz的晶振，和一个备用电池。可以看出结构很简单(由于本文只介绍ATMEGA48和DS1302的应用，所以其余的显示电路和数据采集电路均省略。)。
ATMEGA48与DS1302的通讯程序(ASM)
DS1302的时序如图2。
图2 DS1302的时序
根据时序图，给出下面的读/写程序：
读出数据子程序如下：
;sbi portd,7 ;假设调用子程序以前已经保持rst为高
RDS: clr r17 ;将取到的数据保存到R17中
ldi r24,8
sbi portd,6 ;sclk
RDS1: cbi portd,6 ;sclk 下降沿读取数据
nop
IN R16,pind ;从CPU I/O读取数据
nop
sbi portd,6 ;sclk
BST R16,5 ;复制PIND.5到T
LSR R17
BLD R17,7 ;复制T到R17.7
dec r24
CPI R24,0
BRNE RDS1
RET
注：ATMEGA48 I/O口有三个寄存器分别是：数据寄存器- PORTx、数据方向寄存器- DDRx 和端口输入引脚-
PINx。I/O作为数据输入使用时，读取数据命令应为 IN Rd,PINx，如果使用IN
Rd,PORTx则读取到的是I/O口的状态，尽管将DDRx设置成数据输入。特别注意的是，读取软件赋予引脚电平和执行读取指令in
之间至少有一个时钟周期的间隔，文中用nop间隔。
写入数据(命令/地址)子程序如下：
;ldi R17,data ;假设要写入的数据已经存放到R17中
;sbi portd,7 ;假设调用子程序以前已经保持rst为高
WDS: ldi r24,8
WDS1: cbi portd,6 ;sclk
in r16,portd ;读入D口状态
BST R17,0 ;将R17.0复制到T
BLD R16,5 ;将T复制到R16.5
nop
out portd,r16 ;写数据到portd(R16.5->portd.5)
sbi portd,6 ;sclk
lsr r17
dec r24
CPI R24,0
BRNE WDS1
RET
关于命令字节的说明。DS1302命令字节由8位组成，BIT 0 为1时，读取数据，为0时写入数据。BIT 1-5 为地址。BIT 6
为1时指向31个RAM，为0 时指向时钟寄存器。BIT 7 必须为1，为0时将使DS1302停止。
DS1302的控制寄存器的第七位是写保护位，所以在写入数据前应该将其关闭，并在写数据完毕后将其使能。下面是一段完整的设置分的程序。
......
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