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[创新制造展示] 自制简易电子秤（第五篇——OLED显示实时时间）

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 楼主| Andrew55 发表于 2018-7-27 15:31 | 显示全部楼层 |阅读模式
电子秤, OLED显示, pi, IO, gp
说起来这个功能确实有点**肋，电子秤上显示时间，但是不得不说对于在外面摆摊的小商小贩来说，确实有那么点用。
毕竟时不时的看看时间，心里有谱嘛。
实时时钟我才用的DS1302芯片，不过说实话，这个芯片真的不怎么样，如果不经常进行校准的话，一个星期能快个10分钟不成问题。

但是我们的目的是学习。在得到了正确的时间之后，再想办法进行自动校时吧。
实际上我之前也写过关于蓝牙校时的一个程序，但是我暂时不会使用Java写一个Android的客户端进行一键校时。只能利用手机上的串口助手进行校时操作。
但是相对还是比较方便的，毕竟解决了重新下载程序进行校准时间的问题。
这个蓝牙校时有时间在分享到21ic吧，有兴趣的朋友可以看看我的博客：
https://www.cnblogs.com/qsyll0916/p/8977364.html

还是进入正题——DS1302的使用。

                  

其实能查到很多资料，但是能为我们所用的不是很多。在使用一个芯片时，我一般时按照一下步骤去学习：

1、芯片介绍；

2、查看引脚定义；

3、外围电路

4、分析时序图；

5、模仿着编写驱动程序，然后自己动手写驱动。

6、实现功能。

下面我就按照这个顺序去学习这款芯片；

一、芯片介绍

DS1302是DALLAS(达拉斯)公司出的一款涓流充电时钟芯片，2001年DALLAS被MAXIM(美信)收购，因此我们看到的DS1302的数据手册既有DALLAS的标志，又有MAXIM的标志；
DS1302实时时钟芯片广泛应用于电话、传真、便携式仪器等产品领域，他的主要性能指标如下：
1、DS1302是一个实时时钟芯片，可以提供秒、分、小时、日期、月、年等信息，并且还有软年自动调整的能力，可以通过配置AM/PM来决定采用24小时格式还是12小时格式。
2、拥有31字节数据存储RAM。
3、串行I/O通信方式，相对并行来说比较节省IO口的使用。
4、DS1302的工作电压比较宽，大概是2.0V~5.5V都可以正常工作。采用双电源供电，当主电源比备用电源高0.2V时，由主电源供电，否则采用备用电源，一般是一个纽扣电池。
5、DS1302这种时钟芯片功耗一般都很低，它在工作电压2.0V的时候，工作电流小于300nA。
6、DS1302共有8个引脚，有两种封装形式，一种是DIP-8封装，芯片宽度(不含引脚)是300mil，一种是SOP-8封装，有两种宽度，一种是150mil，一种是208mil。

二、引脚定义

三、外围电路

一般与单片机IO口相连时要加上拉电阻，提高 IO 口的驱动能力，这样信号比较稳定，计时也比较准确。

到此可以实现引脚的配置：

复制
  1. /*----------------------------------
    

  2. **函数名称：DS1302_GPIO_Init
    

  3. **功能描述：DS1302引脚初始化
    

  4. **参数说明：无
    

  5. **作者：Andrew
    

  6. **日期：2018.1.25
    

  7. -----------------------------------*/
    

  8. static void DS1302_GPIO_Init(void)
    

  9. {
    

  10.          GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;  
    

  11.     
    

  12.     //开启GPIOD的时钟  
    

  13.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);  
    


  14. 

  15.     //设置GPIO的基本参数  
    

  16.     GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = DS1302_SCK_PIN | DS1302_CE_PIN ;  
    

  17.     GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;    //这两个普通端口设为推挽输出  
    

  18.     GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;    //输出速度50MHz  
    

  19.     GPIO_Init(DS1302_PORT, &GPIO_InitStruct);  
    


  20. 

  21.          GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = DS1302_IO_PIN;         //这里最好设成开漏，当然也可以普通推挽，但是需要后面一直切换输入输出模式
    

  22.     GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;     //开漏输出，需要接上拉，不需要切换输入输出了。
    

  23.     GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;    //输出速度50MHz  
    

  24.     GPIO_Init(DS1302_PORT, &GPIO_InitStruct);
    


  25. 

  26. }

四、分析时序图

这是单字节写入的时序图，可见，先拉高使能端，进行使能选择，然后在时钟上升沿写入一个字节。

DS1302在进行读写操作时最少读写两个字节，第一个是控制字节，就是一个命令，说明是读还是写操作，第二个时需要读写的数据。

对于单字节写，只有在SCLK为低电平时才能将 CE 置高电平，所以刚开始将SCLK 置低，CE置高，然后把需要写入的字节送入 IO口，然后跳变SCLK，在SCLK下降沿时，写入数据


五、编写驱动程序

有了 上面的分析，我们就可以学着编写驱动程序了，可以把驱动程序分为几个模块来写，由底层慢慢往上累加，

先实现单个字节的读写操作，然后在实现对外的数据读写接口函数

复制
  1. /*----------------------------------
    

  2. **函数名称：DS1302_WriteByte
    

  3. **功能描述：DS1302写一个字节操作，从最低位开始写入
    

  4. **参数说明：byte_1为要写入的字节
    

  5. **作者：Andrew
    

  6. **日期：2018.1.25
    

  7. -----------------------------------*/
    

  8. static void DS1302_WriteByte(u8 byte_1)
    

  9. {
    

  10.         u8 i = 0;
    

  11.         u8 t = 0x01;
    

  12.         
    

  13.         for(i = 0;i<8;i++)
    

  14.         {
    

  15.                 if((byte_1 & t) != 0)     //之前的问题出在这里，32的位带操作不能赋值0和1之外的值。
    

  16.                 {
    

  17.                         DS1302_DATOUT = 1;
    

  18.                 }
    

  19.                 else
    

  20.                 {
    

  21.                         DS1302_DATOUT = 0;
    

  22.                 }
    

  23.                 
    

  24.                 DS1302_delay_us(2);
    

  25.                 DS1302_SCK = 1;  //上升沿写入
    

  26.                 DS1302_delay_us(2);
    

  27.                 DS1302_SCK = 0; 
    

  28.                 DS1302_delay_us(2);
    

  29.                 
    

  30.                 t<<= 1;
    

  31.         }
    

  32.         DS1302_DATOUT = 1;      //释放IO，后面读取的话会准确很多
    

  33.         DS1302_delay_us(2);     //因为如果写完之后IO被置了低电平，开漏输出模式下读取的时候会有影响，最好先拉高，再读取
    

  34. }
    


  35. 

  36. /*----------------------------------
    

  37. **函数名称：DS1302_WriteData
    

  38. **功能描述：DS1302写数据
    

  39. **参数说明：addr：为要写入的地址
    

  40.                         data_：为要写入的数据
    

  41. **作者：Andrew
    

  42. **日期：2018.1.25
    

  43. -----------------------------------*/
    

  44. static void DS1302_WriteData(u8 addr,u8 data_)
    

  45. {        
    

  46.         DS1302_CE = 0;                DS1302_delay_us(2);        
    

  47.         DS1302_SCK = 0;                DS1302_delay_us(2);        
    

  48.         DS1302_CE = 1;                DS1302_delay_us(2);        //使能片选信号
    

  49.         
    

  50.         DS1302_WriteByte((addr<<1)|0x80);        //方便后面写入,转化之后是地址寄存器的值，
    

  51.         DS1302_WriteByte(data_);
    

  52.         DS1302_CE = 0;                DS1302_delay_us(2);//传送数据结束，失能片选
    

  53.         DS1302_SCK = 0;     DS1302_delay_us(2);//拉低，准备下一次写数据
    

  54. }
    


  55. 

  56. /*----------------------------------
    

  57. **函数名称：DS1302_ReadByte
    

  58. **功能描述：DS1302读取一个字节，上升沿读取
    

  59. **参数说明：无
    

  60. **作者：Andrew
    

  61. **日期：2018.1.25
    

  62. -----------------------------------*/
    

  63. static u8 DS1302_ReadByte(void)
    

  64. {
    

  65.         u8 i = 0;
    

  66.         u8 data_ = 0;
    

  67.         
    

  68.         //DS1302_DAT_INPUT();  //因为上面已经把端口设置为开漏，电路外部接了山拉电阻，可以不切换输入输出模式，直接使用。
    

  69.         
    

  70.         DS1302_SCK = 0;
    

  71.         DS1302_delay_us(3);
    

  72.         
    

  73.         for(i=0;i<7;i++)   //这里发现设为8的话输出数据不对，很乱
    

  74.         {
    

  75.                 if((DS1302_DATIN) == 1) 
    

  76.                 {
    

  77.                         data_ = data_ | 0x80;        //低位在前，逐位读取,刚开始不对，估计是这个的问题
    

  78.                 }
    

  79.                 data_>>= 1;
    

  80.                 DS1302_delay_us(3);
    

  81.                 
    

  82.                 DS1302_SCK = 1;  //因为刚开始SCK是低电平，这里拉高作为第一个上升沿
    

  83.                 DS1302_delay_us(3);
    

  84.                 DS1302_SCK = 0;
    

  85.                 DS1302_delay_us(3);
    

  86.         }
    

  87.          return (data_);
    

  88. }
    


  89. 

  90. /*----------------------------------
    

  91. **函数名称：DS1302_ReadData
    

  92. **功能描述：DS1302读取数据
    

  93. **参数说明：addr：为需要读取数据的地址
    

  94. **作者：Andrew
    

  95. **日期：2018.1.25
    

  96. -----------------------------------*/
    

  97. static u8 DS1302_ReadData(u8 addr)
    

  98. {
    

  99.         u8 data_ = 0;
    


  100. 

  101.         DS1302_CE = 0;                DS1302_delay_us(2);
    

  102.         DS1302_SCK = 0;                DS1302_delay_us(2);
    

  103.         DS1302_CE = 1;                DS1302_delay_us(2);   //读写操作时CE必须为高，切在SCK为低时改变
    

  104.         
    

  105.         DS1302_WriteByte((addr<<1)|0x81);   //写入读时间的命令
    

  106.         data_ = DS1302_ReadByte(); 
    

  107.         
    

  108.         DS1302_SCK = 1;          DS1302_delay_us(2);
    

  109.         DS1302_CE = 0;            DS1302_delay_us(2);
    

  110.         DS1302_DATOUT = 0;  DS1302_delay_us(3);  //这里很多人说需要拉低，但是我发现去掉这个也可以显示啊，不过为了保险，还是加上。
    

  111.         DS1302_DATOUT = 1;  DS1302_delay_us(2);
    


  112. 

  113.         return data_;
    

  114. }

然后就可以读取内部时间

复制
  1. /*----------------------------------
    

  2. **函数名称：DS1302_ReadTime
    

  3. **功能描述：DS1302读取时间到缓冲区
    

  4. **参数说明：无
    

  5. **作者：Andrew
    

  6. **日期：2018.1.25
    

  7. -----------------------------------*/
    

  8. void DS1302_ReadTime(void)
    

  9. {
    

  10.           u8 i;
    

  11.           for(i = 0;i<7;i++)
    

  12.           {
    

  13.              init_time[i] = DS1302_ReadData(i);
    

  14.           }
    

  15. }

读取到数据后，还不是最终要显示的时间，因为我们读取到的是BCD码，需要进行转ASCII码

复制
  1.  //BCD码转换ASCII码
    

  2.         TIME.year =  ((init_time[6]&0x70)>>4)*10 + (init_time[6]&0x0f); //高三位加低四位
    

  3.         TIME.month = ((init_time[4]&0x70)>>4)*10 + (init_time[4]&0x0f);
    

  4.         TIME.date =  ((init_time[3]&0x70)>>4)*10 + (init_time[3]&0x0f);
    

  5.         TIME.week =  ((init_time[5]&0x70)>>4)*10 + (init_time[5]&0x0f);
    

  6.         TIME.hour =  ((init_time[2]&0x70)>>4)*10 + (init_time[2]&0x0f);
    

  7.         TIME.minute = ((init_time[1]&0x70)>>4)*10 + (init_time[1]&0x0f);
    

  8.         TIME.second = ((init_time[0]&0x70)>>4)*10 + (init_time[0]&0x0f);

这里结构体中数据就是我们最终要显示的时间

然后利用我之前的一篇帖子中提到的OLED的操作，就可以实现OLED显示时间了：

具体显示效果




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小小电子爱好者 发表于 2018-7-27 19:28 | 显示全部楼层
来了
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 楼主| Andrew55 发表于 2018-7-27 20:39 | 显示全部楼层
小小电子爱好者 发表于 2018-7-27 19:28
来了

恩，谢谢你的持续关注。
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大漠小孤狼 发表于 2018-8-23 21:35 | 显示全部楼层
能加qq吗，楼主
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 楼主| Andrew55 发表于 2018-9-1 23:24 | 显示全部楼层
大漠小孤狼 发表于 2018-8-23 21:35
能加qq吗，楼主

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