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  • M41T11-RTC(实时时钟)

    一、理论准备

    1. 主要器件:STM8单片机、M41T11时钟IC、32.768kHz晶振等。

    2. 外围设备:烧录工具ST-Link/v2、串口、5v供电SATA线。

    3. 主要思想:通过单片机对时钟IC进行写入和读取操作。

      主设备:STM8单片机。提供SCL、SDA线,用于发送和读取数据,这里需要熟悉I2C协议;

      从设备:M41T11时钟IC。内部有56Byte的NVRAM,前8个Byte寄存储找我们想要得到的数据。

    (一)、M41T11引脚示意图及解释如下:

    问题简单化了,我们只需要找到访问该时钟IC的方法,读取它的前8Byte即可解决问题。

    对以上寄存器表做说明:

    (1)读出来的数据为BCD码,所谓BCD码也就是binary-coded decimal format,例如读出Address 0的数据为0x56,及表示56秒;

    (2)其中Address 0的D7位为ST(Stop bit),可以理解为时钟IC的使能位,当ST=1时停止,ST=0时开始;因此为了确保时钟IC处于工作状态,在上电后应该首先对时钟IC做Reset操作(即先使ST=1,后置ST=0);

    (3)Address 3存储Day(day of week)表示星期几,Address 4存储Date(day of month)表示几号;

    (4)Address 7为控制寄存器默认为0xAF,其中默认OUT为1、FT为0;

    (5)校验:当FT=1时,且在第7脚(FT/OUT)外加一个上拉电阻时,只要时钟IC正常工作(32.768kHz),就可以用示波器测得FT/OUT脚为512kHz左右;

    (6)对于只需要实现简单的读取实时时间,寄存器中其他标志位暂时不做说明。

    (二)、时钟IC作为从设备的地址

    由图中可以看出,从地址由两部分组成,由7bit的“1101000”和1bit的R/W位共同组成一个Byte;

    当为write mode时,R/W=0;当为read mode时,R/W=1;

    所以当要写数据进时钟IC时,从地址为0xD0;当要读时钟IC中的数据时,从地址为0xD1;

    值得注意的是,我的代码中没有体现,因为我的I2C内部实现了函数I2C_Send7bitAddress(SLAVE_ADDRESS, I2C_DIRECTION_TX);其中SLAVE_ADDRESS为“1101000”,I2C_DIRECTION_TX相当于R/W;

    4. Write mode:

    (1)发送slave address 0xD0(时钟IC作为从设备的slave address为0xD0);

    (2)发送时钟IC的寄存器地址,如发送Address 0的地址0x00;

    (3)发送要写入的数据,如设置ST为1,则发送数据0x80;

    5. Read mode:

    (1)发送slave address 0xD0;

    (2)发送时钟IC的寄存器地址;

    (3)想要得到的数据已经被传送后存到I2C的数据寄存器中,因此直接拿I2C->DR中的内容即可;

    想要得到实时时间,需要读取前8Byte,只需重复Read mode 8次。

    通过以上讲解,解决问题的思路应该相当清晰了,因此

    二、解决步骤:

    (1)关闭时钟IC:通过Write mode先将Address 0置0x80(最高位ST=1);

    (2)打开时钟IC并初始化:

      • uint8_t timeData[7]={0x58,0x59,0x23,0x07,0x30,0x05,0x17};
      • 将寄存器的前7Byte初始化为timeData中的值,代表初始化时间为17年5月30日星期二23:59:58;
      • 为了检验读取的正确性,不对第8位做初始化;
      • 由于Address 0被初始化为0x58,最高位ST为0,所以时钟已经开启;

    (3)Read mode 8次,对寄存器地址为0x00~0x06的寄存器做读操作,将每次读到的内容存放到 uint8_t curtime[8]数组中;

    (4)将数组内容通过串口格式化输出到终端里,为了获取实时时间,死循环读取并输出到串口,通过终端中不停的打印信息,可以看到时间的变化。

    三、核心代码:

     在我的代码中,发送操作需要中断,并且从地址的发送已经在中断里实现自动发送;

     1 //real-time clock 
     2   
     3   
     4   //set ST 1
     5   I2C_ITConfig((I2C_IT_TypeDef)(I2C_IT_EVT | I2C_IT_BUF) , ENABLE);
     6   enableInterrupts();
     7   Tx_Idx = 0;
     8   NumOfBytes =2;
     9   TxBuffer[0]=0x00;
    10   TxBuffer[1]=0x80;
    11   I2C_Send();
    12   disableInterrupts();
    13   
    14   //set ST 0 and set the right time
    15   __IO uint8_t i,j;
    16   for(i=0;i<8;i++){
    17     
    18     I2C_ITConfig((I2C_IT_TypeDef)(I2C_IT_EVT | I2C_IT_BUF) , ENABLE);
    19     enableInterrupts();
    20     
    21     Tx_Idx = 0;
    22     NumOfBytes =2;
    23     TxBuffer[0]=i;  //address
    24     TxBuffer[1]=timeData[i];
    25     I2C_Send();
    26     
    27     disableInterrupts();
    28   }
    29   
    30   //issue read adddress
    31   while(1) {
    32     for(i=0;i<7;i++){
    33       
    34       I2C_ITConfig((I2C_IT_TypeDef)(I2C_IT_EVT | I2C_IT_BUF) , ENABLE);
    35       enableInterrupts();
    36       
    37       Tx_Idx = 0;
    38       NumOfBytes =1;
    39       TxBuffer[0]=i;   //address
    40       I2C_Send();
    41       
    42       Rx_Idx = 0; 
    43       NumByteToRead =1; 
    44       I2C_Read(); 
    45       curtime[i] = RxBuffer[0];
    46       uart2str(uartbuff,curtime[i],2,16,'0');   //output press times
    47       printf("%s: ",uartbuff); 
    48     
    49       disableInterrupts();
    50     }
    51     printf("
    
    ",uartbuff); 
    52   }
    RTC

    函数解释:

      uart2str(uartbuff,curtime[i],2,16,'0')为格式转换函数,意思是将curtime[i]以2位16进制输出,数据先存放在uartbuff中,再用printf打印到终端;

      I2C_ITConfig((I2C_IT_TypeDef)(I2C_IT_EVT | I2C_IT_BUF) , ENABLE)为打开全局中断;

      enableInterrupts()为打开中断;

      disableInterrupts()为关闭中断;

      Tx_Idx为写指针,指向当前要写入的位置,写后加一;Rx_Idx为读指针,指向当前要读取的位置,读后加一;

      NumOfBytes为待写入数据的个数,写后减一;NumByteToRead为待读取数据的个数,读后减一;

      TxBuffer[ ]为待写入的数据,RxBuffer[ ]为待读取的数据(即为I2C->DR的返回值);

      I2C_Send()为发送数据函数,I2C_Read()为读取数据函数,详细实现见STM8单片机的I2C(TwoBoards、DataExchange、Master)实现实例;

    四、串口输出:

    从左到右输出的分别是寄存器0~6的内容,即显示的是:

    17年5月30日星期二23:59:58;

    17年5月31日星期二23:59:59;

    17年5月31日星期三00:00:00;

     

    五、校验

    (1)第7脚(FT/OUT)外加一个上拉电阻,即在FT/OUT脚和VCC供电脚之间加一个上拉电阻;

    (2)修改Control Register(Address 7)中的FT 为1,即将默认的0xAF改为0xEF,同理用write mode将0xEF写入即可;

    (3)用示波器检测第二脚(OSCO:Oscillator output)是否达到32.768kHz;

    (4)若达到,再用示波器检测FT/OUT脚时候达到512kHz左右;若达到则验证正确。

    注意事项:M41T11需要在32.768kHz的条件下才能正常工作,若用示波器测试OSCO(第2脚)输出频率达不到32.768kHz则需要在OSCI和OSCO间加一个32.768kHz的晶振,不出意外都是需要加上的。

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/Christal-R/p/6972774.html
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