一、DS1302 是什么？

DS1302 是美国 Dallas 公司推出的一款低功耗、带 RAM 的实时时钟芯片。它的核心功能是为嵌入式系统提供秒、分、时、日、月、周、年的时间信息，并且可以通过备用电池供电，在主电源断电的情况下依然能持续计时。

核心参数与特性

• 工作电压：2.0V ~ 5.5V，低功耗设计，适合电池供电场景。
• 通信方式：三线同步串行接口（CE使能、SCLK时钟、I/O数据），无需 I2C 或 SPI，占用资源少。
• 数据格式：所有时间数据均为 BCD 码 格式（例如 59 秒表示为0x59）。
• 内置 RAM：31 字节静态 RAM，可存储用户自定义数据。
• 单字节传输：每次读写一个字节，不支持突发模式，但可通过连续操作模拟。

二、硬件连接与引脚定义

DS1302 采用三线制通信，原理图如下：

引脚功能说明：

三、核心寄存器配置

DS1302 通过一组专用寄存器来存储和控制时间，所有寄存器均为 8 位，地址分为读地址和写地址。

1. 时间寄存器地址

功能	读地址	写地址	数据格式	取值范围
秒	0x81	0x80	BCD	00-59
分	0x83	0x82	BCD	00-59
时	0x85	0x84	BCD	1-12/0-23
日	0x87	0x86	BCD	1-31
月	0x89	0x88	BCD	1-12
周	0x8B	0x8A	BCD	1-7
年	0x8D	0x8C	BCD	00-99

2. 写保护寄存器（0x8E）

• 该寄存器的第 7 位（WP位）控制写保护功能：
  • WP=1：开启写保护，禁止向时间寄存器写入数据。
  • WP=0：关闭写保护，允许写入数据。
• 初始化时必须先关闭写保护，设置完成后再开启，防止意外修改。

四、通信时序

DS1302 的通信分为写操作和读操作，两者时序不同，是驱动编写的关键。

1. 写操作时序

写操作的流程是：拉高 CE → 发送命令字节（先传低位） → 发送数据字节（先传低位） → 拉低 CE。

关键规则：

• SCLK 下降沿写入数据：在 SCLK 由高变低时，DS1302 会锁存 I/O 线上的数据。
• 先传最低位（LSB First）：无论是命令还是数据，都必须从最低位开始发送。

2. 读操作时序

读操作的流程是：拉高 CE → 发送命令字节（先传低位） → 读取数据字节（先传高位） → 拉低 CE。

关键规则：

• SCLK 上升沿读取数据：在 SCLK 由低变高时，DS1302 会将数据输出到 I/O 线上。
• 数据位先出最高位（MSB First）：读取数据时，数据是从最高位开始输出的，这一点和写操作相反，需要特别注意。

五、DS1302驱动代码

1. 引脚定义与全局变量

#include "ds1302.h"
#include "public.h"
#include <intrins.h>

// 引脚定义（根据实际电路修改）
sbit DS1302_RST = P3^5;  // CE/复位引脚
sbit DS1302_CLK = P3^4;  // SCLK时钟引脚
sbit DS1302_IO  = P3^6;  // I/O数据引脚

// DS1302读/写地址命令（秒、分、时、日、周、月、年）
u8 gREAD_RTC_ADDR[7]  = {0x81,0x83,0x85,0x87,0x89,0x8B,0x8D};
u8 gWRITE_RTC_ADDR[7] = {0x80,0x82,0x84,0x86,0x88,0x8A,0x8C};

// 初始时间：2026年3月18日 周三 14:10:06（BCD格式：秒分时日周月年）
u8 gDS1302_TIME[7] = {0x06,0x10,0x14,0x18,0x03,0x03,0x26};

2. 写一个字节函数

/*********************************************************
	函数名：ds1302_write_byte
	功能：向DS1302写入一个字节（命令或数据）
*********************************************************/
void ds1302_write_byte(u8 addr, u8 dat)
{
	u8 i = 0;
	
	DS1302_RST = 0;	 // CE拉低，默认不使能
	_nop_();
	DS1302_CLK = 0;	 // SCLK拉低，默认时钟低电平
	_nop_();
	DS1302_RST = 1;	 // CE拉高，开始通信

	// 1. 写地址/命令（LSB先行，下降沿写入）
	for(i = 0; i < 8; i++) 
	{
		DS1302_IO = addr & 0x01;  // 先取最低位
		addr >>= 1;	              // 右移取下一位

		// 产生SCLK下降沿
		DS1302_CLK = 1;
		_nop_();
		DS1302_CLK = 0;	
		_nop_();	       
	}

	// 2. 写数据（LSB先行，下降沿写入）
	for(i = 0; i < 8; i++)
	{
		DS1302_IO = dat & 0x01;	 // 先取最低位
		dat >>= 1;

		DS1302_CLK = 1;
		_nop_();
		DS1302_CLK = 0;	
		_nop_();
	}

	DS1302_RST = 0;	  // CE拉低，结束传输
	_nop_();
}

3. 读一个字节函数

/*********************************************************
	函数名：ds1302_read_byte
	功能：从DS1302读取一个字节数据
*********************************************************/
u8 ds1302_read_byte(u8 addr)
{
	u8 i = 0;
	u8 value = 0;
	u8 temp = 0;

	DS1302_RST = 0;  // CE拉低
	_nop_();         
	DS1302_CLK = 0;  // SCLK拉低
	_nop_();
	DS1302_RST = 1;  // CE拉高，开始通信
	_nop_();

	// 1. 写地址/命令（LSB先行，下降沿写入）
	for(i = 0; i < 8; i++)
	{
		DS1302_IO = addr & 0x01;
		addr >>= 1;

		DS1302_CLK = 1; 
		_nop_();
		DS1302_CLK = 0;
		_nop_();
	}

	// 2. 读数据（MSB先行，上升沿读取）
	for(i = 0; i < 8; i++)
	{
		temp = DS1302_IO;   // 读取1位数据
		value = (temp << 7) | (value >> 1);  // 高位优先存入value
		DS1302_CLK = 1;     // 上升沿触发读取
		_nop_();
		DS1302_CLK = 0;	
		_nop_();
	}

	// 总线恢复
	DS1302_CLK = 1;
	_nop_();
	DS1302_IO = 0;
	_nop_();
	DS1302_IO = 1;
	_nop_();

	return value;
}

4. 初始化函数（设置时间）

/*********************************************************
	函数名：ds1302_init
	功能：初始化DS1302，设置初始时间并开启写保护
*********************************************************/
void ds1302_init(void)
{
	u8 i = 0;

	ds1302_write_byte(0x8E, 0x00);	 // 第一步：关闭写保护
    
	// 第二步：循环写入秒、分、时、日、周、月、年数据
	for(i = 0; i < 7; i++)
	{
		ds1302_write_byte(gWRITE_RTC_ADDR[i], gDS1302_TIME[i]);	
	}

	ds1302_write_byte(0x8E, 0x80);   // 第三步：开启写保护，防止误写
}

5. 读取时间函数

/*********************************************************
	函数名：ds1302_read_time
	功能：读取当前时间并存入全局数组gDS1302_TIME
*********************************************************/
void ds1302_read_time(void)
{
	int i = 0;

	// 循环读取7个时间数据
	for(i = 0; i < 7; ++i)
	{
		gDS1302_TIME[i] = ds1302_read_byte(gREAD_RTC_ADDR[i]);	
	}
}

六、总结

6.1 通信时序

1. 使能脚 CE (RST) 必须先拉高通信开始前 CE=1，结束后 CE=0，只有 CE 拉高通信才有效。

2. 写数据：下降沿写入，先传低位（LSB 先行）

   • 时钟线 SCLK 下降沿 写入数据
   • 命令 / 数据 从最低位开始发

3. 读数据：上升沿读取，先出高位（MSB 先行）

   • 时钟线 SCLK 上升沿 读取数据
   • DS1302 输出数据 从最高位开始出→ 读写位序相反，这是最容易错的点！

4. 必须加空操作 _nop_()保证时序稳定，满足芯片最小脉冲宽度。

6.2 寄存器关键

1. 写保护寄存器 0x8E

   • 写时间前：必须写入 0x00 关闭写保护
   • 写完时间：必须写入 0x80 打开写保护→ 不关闭写保护，根本写不进时间。

2. 时间数据格式：BCD 码例如 25 分 → 存 0x25，不是 25。显示时必须转十进制：

十进制 = (BCD码 >>4)*10 + (BCD码 & 0x0F)

      3. 7 个时间寄存器顺序固定:  秒 → 分 → 时 → 日 → 周 → 月 → 年

6.3 代码编写注意事项

1. IO 口是双向的读数据前要释放总线，避免单片机引脚电平干扰。

2. 读写地址成对出现写：0x80 秒 / 读：0x81 秒写地址最低位 = 0，读地址最低位 = 1。

3. 初始化只执行一次不要每次上电都重新设时间，否则断电记忆失效。

4. 通信时尽量关闭中断中断会打乱时序，导致读写出错。

6.4 硬件注意点

1. 必须接 32.768kHz 晶振，否则不走时。
2. 必须接 备用电池（3V），才能断电走时。
3. 工作电压 2.0~5.5V，3.3V/5V 单片机都能用。

DS1302 是三线制 RTC，驱动关键是 CE 使能、SCLK 沿触发、读写位序相反、必须关闭写保护、数据是 BCD 码，时序必须严格遵守。