ESP8266 SDK开发: 外设篇-时钟芯片DS1302使用和拓展知识<time.h>的使用

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说明

因为帮别人做一个小东西,WiFi呢不能联网,但是需要时间,所以加了一个DS1302.

注:只要WiFi可以联网就不需要加时钟,直接使用内部时钟就可以了,你可以每隔一段时间使用ntc获取时间然后改写内部时钟

我主要说明一下我封装的文件的使用和注意事项!

连接图示

注意:需要拆掉OLED

WiFi   GPIO14 -- RST   DS1302

WiFi   GPIO12 -- DAT   DS1302

WiFi   GPIO13 -- CLK   DS1302

移植使用

1.程序代码不仅仅局限于此节使用

/*
 * DS1302.C
 *
 *  Created on: 2020年12月23日
 *      Author: yang
 *      使用:设置时间
        struct ds1302struct lcTime;
        lcTime.tm_year = 20;//年(芯片只能存储两位 00-99,具体看手册)
        lcTime.tm_mon = 12;//月
        lcTime.tm_mday = 23;//日
        lcTime.tm_hour = 22;//时
        lcTime.tm_min = 55;//分
        lcTime.tm_sec = 5;//秒
        ds1302_set_time(&lcTime,1);

        使用:获取时间
        struct ds1302struct lcTime;
        ds1302_read_time(&lcTime,1);//获取时钟的时间
        //打印 年 月 日 时 分 秒
        os_printf("
year=%d,mon=%d,mday=%d,hour=%d,min=%d,sec=%d
",
                lcTime.tm_year,
                lcTime.tm_mon,
                lcTime.tm_mday,
                lcTime.tm_hour,
                lcTime.tm_min,
                lcTime.tm_sec
                );
 */
#define DS1302_C_
#include <time.h>
#include "driver/DS1302.h"
#include "eagle_soc.h"
#include "osapi.h"
#include "gpio.h"

//初始化引脚,移植其它单片机请替换内部函数
void ICACHE_FLASH_ATTR
ds1302_gpio_init(void) {
    ETS_GPIO_INTR_DISABLE();

    WRITE_PERI_REG(PERIPHS_IO_MUX, 0x105);

    PIN_FUNC_SELECT(DS1302_RST_MUX, DS1302_RST_FUNC);
    PIN_FUNC_SELECT(DS1302_DAT_MUX, DS1302_DAT_FUNC);
    PIN_FUNC_SELECT(DS1302_CLK_MUX, DS1302_CLK_FUNC);

    GPIO_OUTPUT_SET(DS1302_RST_GPIO, 0);
    GPIO_OUTPUT_SET(DS1302_DAT_GPIO, 0);
    GPIO_OUTPUT_SET(DS1302_CLK_GPIO, 0);

    ETS_GPIO_INTR_ENABLE() ;
}

//延时us,移植其它单片机请替换内部函数
void ICACHE_FLASH_ATTR
ds1302_delay_us(char us){
    os_delay_us(us);
}
//设置时钟引脚输出高低电平,移植其它单片机请替换内部函数
void ICACHE_FLASH_ATTR
ds1302_clk_set(char HL){
    if(HL==1)
        GPIO_OUTPUT_SET(DS1302_CLK_GPIO, 1);
    else
        GPIO_OUTPUT_SET(DS1302_CLK_GPIO, 0);
}
//设置RST引脚输出高低电平,移植其它单片机请替换内部函数
void ICACHE_FLASH_ATTR
ds1302_rst_set(char HL){
    if(HL==1)
        GPIO_OUTPUT_SET(DS1302_RST_GPIO, 1);
    else
        GPIO_OUTPUT_SET(DS1302_RST_GPIO, 0);
}
//设置数据引脚输出高低电平,移植其它单片机请替换内部函数
void ICACHE_FLASH_ATTR
ds1302_dat_set(char HL){
    if(HL==1)
        GPIO_OUTPUT_SET(DS1302_DAT_GPIO, 1);
    else
        GPIO_OUTPUT_SET(DS1302_DAT_GPIO, 0);
}

//获取数据引脚的高低电平,移植其它单片机请替换内部函数
char ICACHE_FLASH_ATTR
ds1302_dat_get(){
    return GPIO_INPUT_GET(DS1302_DAT_GPIO);
}


/**
* @brief  写一个字节数据到芯片
* @param  data:要写入的数据
* @param  None
* @param  None
* @retval None
* @example
**/
void ICACHE_FLASH_ATTR
ds1302_write_byte(char data){
    char i=0;

    for (i = 0; i < 8; i++){
        ds1302_clk_set(0);//先保持CLK为低电平
        ds1302_delay_us(1);

        //准备数据
        if (data & 0x01)
            ds1302_dat_set(1);
        else
            ds1302_dat_set(0);

        //产生上升沿
        ds1302_delay_us(1);
        ds1302_clk_set(1);
        ds1302_delay_us(1);

        data = data >> 1;
    }
}


/**
* @brief  读取一个字节数据
* @param  None
* @param  None
* @param  None
* @retval None
* @example
**/
char ICACHE_FLASH_ATTR
ds1302_read_byte(){
    char i=0, temp=0;

    //读取数据
    for (i = 0; i < 8;i++) {
        ds1302_clk_set(0);//产生了第一个下降沿
        ds1302_delay_us(1);

        temp = temp >> 1;
        if (ds1302_dat_get()){//获取数据
            temp |= 0x80;
        }

        ds1302_delay_us(1);
        ds1302_clk_set(1);
        ds1302_delay_us(1);
    }
    return temp;
}

/**
* @brief  写数据到芯片
* @param  addr:要写入的地址
* @param  data:要写入的数据
* @param  rc:1-操作内部RAM
* @retval None
* @example
**/
void ICACHE_FLASH_ATTR
ds1302_write_data(char addr,char data,char rc){
    ds1302_clk_set(0);//先保持CLK为低电平
    ds1302_delay_us(1);
    ds1302_rst_set(1);//启用传输
    ds1302_delay_us(1);

    addr = addr & 0xFE;//数据最低位,置0(写入数据)
    if(rc==1) addr = addr | 0x40; //操作RAM
    ds1302_write_byte(addr);
    ds1302_write_byte(data);

    ds1302_rst_set(0);//停止传输
    ds1302_delay_us(1);
}


/**
* @brief  读取数据
* @param  addr:读取的地址
* @param  rc:1-操作内部RAM
* @param  None
* @retval None
* @example
**/
char ICACHE_FLASH_ATTR
ds1302_read_data(char addr,char rc){
    char temp;
    ds1302_clk_set(0);//先保持CLK为低电平
    ds1302_delay_us(1);
    ds1302_rst_set(1);//启用传输
    ds1302_delay_us(1);

    addr = addr | 0x01;//数据最低位置1(读取数据)
    if(rc==1) addr = addr | 0x40; //操作RAM
    ds1302_write_byte(addr);

    temp = ds1302_read_byte();

    ds1302_rst_set(0);//停止传输
    ds1302_delay_us(1);
    return temp;
}

/**
* @brief  写数据到芯片(突发模式)
* @param  data:要写入的8字节数据
* @param  None
* @param  None
* @retval None
* @example
**/
void ICACHE_FLASH_ATTR
ds1302_write_data_burst(char *data){
    int i=0;
    ds1302_clk_set(0);//先保持CLK为低电平
    ds1302_delay_us(1);
    ds1302_rst_set(1);//启用传输
    ds1302_delay_us(1);

    ds1302_write_byte(ds1302_burstwr_add);

    for (i=0; i<8; i++){ //连续写入 8 字节数据
        ds1302_write_byte(data[i]);
    }

    ds1302_rst_set(0);//停止传输
    ds1302_delay_us(1);
}

/**
* @brief  读取数据(突发模式)
* @param  data:读取的地址
* @param  None
* @param  None
* @retval None
* @example
**/
void ICACHE_FLASH_ATTR
ds1302_read_data_burst(char *data){
    int i=0;
    ds1302_clk_set(0);//先保持CLK为低电平
    ds1302_delay_us(1);
    ds1302_rst_set(1);//启用传输
    ds1302_delay_us(1);

    ds1302_write_byte(ds1302_burstre_add);
    for (i=0; i<8; i++){ //连续写入 8 字节数据
        data[i] = ds1302_read_byte();
    }

    ds1302_rst_set(0);//停止传输
    ds1302_delay_us(1);
}

/**
* @brief  设置芯片的时间
* @param  tm
* @param  model:0-普通模式  1-突发模式
* @param  None
* @retval None
* @example
* struct ds1302struct lcTime;
* lcTime.tm_year = 2020;
* lcTime.tm_mon = 1;
* lcTime.tm_mday = 1;
* lcTime.tm_hour = 12;
* lcTime.tm_min = 10;
* lcTime.tm_sec = 30;
* ds1302_set_time(&lcTime,1);
**/
void ICACHE_FLASH_ATTR
ds1302_set_time(struct ds1302struct *lcTime,char model){
    char temp[8];//突发模式下缓存数据
//    char value,valueH,valueL;
//因为芯片高四位存储十位,低四位存储个位
//假设用户输入12  那么需要高位是 0001  低位是 0010   也就是0x12  然后存储到芯片中
//    valueH = (lcTime->tm_year/10)<<4;
//    valueL = lcTime->tm_year%10;
//    value = valueH | valueL;
    if(model){//突发模式
        temp[0] = (lcTime->tm_sec/10)<<4|lcTime->tm_sec%10;        //秒
        temp[1] = (lcTime->tm_min/10)<<4|lcTime->tm_min%10;        //分
        temp[2] = (lcTime->tm_hour/10)<<4|lcTime->tm_hour%10;    //时
        temp[3] = (lcTime->tm_mday/10)<<4|lcTime->tm_mday%10;    //日
        temp[4] = (lcTime->tm_mon/10)<<4|lcTime->tm_mon%10;        //月
        temp[5] = (lcTime->tm_wday/10)<<4|lcTime->tm_wday%10;    //星期
        temp[6] = (lcTime->tm_year/10)<<4|lcTime->tm_year%10;    //年
        //最后一位是写保护寄存器,全是0就可以,所以不需要设置
        ds1302_write_data_burst(temp);
    }
    else{
        ds1302_write_data(ds1302_control_add,ds1302_unlock,0);        //关闭写保护
        ds1302_write_data(ds1302_sec_add,ds1302_clkoff,0);            //暂停时钟
        //ds1302_write_data(ds1302_charger_add,ds1302_lv5);        //涓流充电
        ds1302_write_data(ds1302_year_add,(lcTime->tm_year/10)<<4|lcTime->tm_year%10,0);//年
        ds1302_write_data(ds1302_month_add,(lcTime->tm_mon/10)<<4|lcTime->tm_mon%10,0);    //月
        ds1302_write_data(ds1302_date_add,(lcTime->tm_mday/10)<<4|lcTime->tm_mday%10,0);//日
        ds1302_write_data(ds1302_hr_add,(lcTime->tm_hour/10)<<4|lcTime->tm_hour%10,0);    //时
        ds1302_write_data(ds1302_min_add,(lcTime->tm_min/10)<<4|lcTime->tm_min%10,0);    //分
        ds1302_write_data(ds1302_sec_add,(lcTime->tm_sec/10)<<4|lcTime->tm_sec%10,0);    //秒
        ds1302_write_data(ds1302_day_add,(lcTime->tm_wday/10)<<4|lcTime->tm_wday%10,0);    //周
        ds1302_write_data(ds1302_control_add,ds1302_lock,0);        //打开写保护
    }
}


/**
* @brief  获取芯片的时间
* @param  tm
* @param  model:0-普通模式  1-突发模式
* @param  None
* @retval None
* @example
* struct ds1302struct lcTime;
* ds1302_read_time(&lcTime,1);
* int year = lcTime.tm_year;
* int mon = lcTime.tm_mon;
* int mday = lcTime.tm_mday;
* char hour = lcTime.tm_hour;
* char min = lcTime.tm_min;
* char sec = lcTime.tm_sec;
**/
void ICACHE_FLASH_ATTR
ds1302_read_time(struct ds1302struct *lcTime,char model){
    char temp[8];//突发模式下缓存数据
    char value,valueH,valueL;
    //提示:所有数据的高四位代表十位,低四位代表个位
    //有些数据的MSB最高位代表其它含义,请参见DS1302手册

    if(model){//突发模式
        ds1302_read_data_burst(temp);
        valueH = (temp[6]>>4)&0x0f;
        valueL = temp[6]&0x0f;
        lcTime->tm_year = valueH*10 + valueL;

        valueH = (temp[5]>>4)&0x0f;
        valueL = temp[5]&0x0f;
        lcTime->tm_wday = valueH*10 + valueL;

        valueH = (temp[4]>>4)&0x0f;
        valueL = temp[4]&0x0f;
        lcTime->tm_mon = valueH*10 + valueL;

        valueH = (temp[3]>>4)&0x0f;
        valueL = temp[3]&0x0f;
        lcTime->tm_mday = valueH*10 + valueL;

        valueH = (temp[2]>>4)&0x0f;
        valueL = temp[2]&0x0f;
        lcTime->tm_hour = valueH*10 + valueL;

        valueH = (temp[1]>>4)&0x0f;
        valueL = temp[1]&0x0f;
        lcTime->tm_min = valueH*10 + valueL;

        valueH = (temp[0]>>4)&0x0f;
        valueL = temp[0]&0x0f;
        lcTime->tm_sec = valueH*10 + valueL;
    }else{
        value = ds1302_read_data(ds1302_year_add,0);     //年
        valueH = (value>>4)&0x0f;
        valueL = value&0x0f;
        lcTime->tm_year = valueH*10 + valueL;

        value = ds1302_read_data(ds1302_month_add,0);     //月
        valueH = (value>>4)&0x0f;
        valueL = value&0x0f;
        lcTime->tm_mon = valueH*10 + valueL;

        value = ds1302_read_data(ds1302_date_add,0);     //日
        valueH = (value>>4)&0x0f;
        valueL = value&0x0f;
        lcTime->tm_mday = valueH*10 + valueL;

        value = ds1302_read_data(ds1302_hr_add,0);         //时
        valueH = (value>>4)&0x0f;
        valueL = value&0x0f;
        lcTime->tm_hour = valueH*10 + valueL;

        value = ds1302_read_data(ds1302_min_add,0);         //分
        valueH = (value>>4)&0x0f;
        valueL = value&0x0f;
        lcTime->tm_min = valueH*10 + valueL;

        value = (ds1302_read_data(ds1302_sec_add,0))&0x7f;//秒，屏蔽秒的第7位，避免超出59
        valueH = (value>>4)&0x0f;
        valueL = value&0x0f;
        lcTime->tm_sec = valueH*10 + valueL;

        value = ds1302_read_data(ds1302_day_add,0);         //周
        valueH = (value>>4)&0x0f;
        valueL = value&0x0f;
        lcTime->tm_wday = valueH*10 + valueL;
    }
}

/*
 * DS1302.h
 *
 *  Created on: 2020年12月23日
 *      Author: yang
 */

#ifndef APP_INCLUDE_DRIVER_DS1302_H_
#define APP_INCLUDE_DRIVER_DS1302_H_


#ifndef DS1302_C_
#define DS1302_Cx_ extern
#else
#define DS1302_Cx_
#endif

#include "c_types.h"

//移植其它单片机,请修改下面的程序
/*GPIO14 -- RST*/
#define DS1302_RST_MUX PERIPHS_IO_MUX_MTMS_U
#define DS1302_RST_GPIO 14
#define DS1302_RST_FUNC FUNC_GPIO14
/*GPIO12 -- DTA*/
#define DS1302_DAT_MUX PERIPHS_IO_MUX_MTDI_U
#define DS1302_DAT_GPIO 12
#define DS1302_DAT_FUNC FUNC_GPIO12
/*GPIO13 -- CLK*/
#define DS1302_CLK_MUX PERIPHS_IO_MUX_MTCK_U
#define DS1302_CLK_GPIO 13
#define DS1302_CLK_FUNC FUNC_GPIO13


//命令, 地址
#define ds1302_sec_add            0x80        //秒数据地址
#define ds1302_min_add            0x82        //分数据地址
#define ds1302_hr_add            0x84        //时数据地址
#define ds1302_date_add            0x86        //日数据地址
#define ds1302_month_add        0x88        //月数据地址
#define ds1302_day_add            0x8a        //星期数据地址
#define ds1302_year_add            0x8c        //年数据地址
#define ds1302_control_add        0x8e        //控制数据地址
#define ds1302_charger_add        0x90        //充电寄存区
#define ds1302_burstwr_add        0xbe        //突发模式写数据
#define ds1302_burstre_add        0xbf        //突发模式读数据
#define ds1302_ram_add            0xc0        //RAM地址
//配置
#define ds1302_clkoff        0x80        //暂停时钟
#define ds1302_lock            0x80        //打开写保护
#define ds1302_unlock        0x00        //关闭写保护
#define ds1302_lv6            0xa5        //0.7v压降,2K阻值,2.15ma
#define ds1302_lv5            0xa9        //1.4v压降,2K阻值,1.80ma
#define ds1302_lv4            0xa6        //0.7v压降,4K阻值,1.07ma
#define ds1302_lv3            0xaa        //1.7v压降,4K阻值,0.90ma
#define ds1302_lv2            0xa7        //0.7v压降,8K阻值,0.50ma

struct ds1302struct
{
  int    tm_sec;//秒
  int    tm_min;//分
  int    tm_hour;//时
  int    tm_mday;//日
  int    tm_mon;//月
  int    tm_year;//年
  int    tm_wday;//星期
};


//初始化引脚,移植其它单片机请替换内部函数
void ds1302_gpio_init(void);
//延时us,移植其它单片机请替换内部函数
void ds1302_delay_us(char us);
//设置时钟引脚输出高低电平,移植其它单片机请替换内部函数
void ds1302_clk_set(char HL);
//设置RST引脚输出高低电平,移植其它单片机请替换内部函数
void ds1302_rst_set(char HL);
//设置数据引脚输出高低电平,移植其它单片机请替换内部函数
void ds1302_dat_set(char HL);
//获取数据引脚的高低电平,移植其它单片机请替换内部函数
char ds1302_dat_get();


/**
* @brief  写一个字节数据到芯片
* @param  data:要写入的数据
* @param  None
* @param  None
* @retval None
* @example
**/
void ds1302_write_byte(char data);


/**
* @brief  读取一个字节数据
* @param  None
* @param  None
* @param  None
* @retval None
* @example
**/
char ds1302_read_byte();


/**
* @brief  写数据到芯片
* @param  addr:要写入的地址
* @param  data:要写入的数据
* @param  rc:1-操作内部RAM
* @retval None
* @example
**/
void ds1302_write_data(char addr,char data,char rc);


/**
* @brief  读取数据
* @param  addr:读取的地址
* @param  rc:1-操作内部RAM
* @param  None
* @retval None
* @example
**/
char ds1302_read_data(char addr,char rc);


/**
* @brief  设置芯片的时间
* @param  tm
* @param  model:0-普通模式  1-突发模式
* @param  None
* @retval None
* @example
* struct ds1302struct lcTime;
* lcTime.tm_year = 2020;
* lcTime.tm_mon = 1;
* lcTime.tm_mday = 1;
* lcTime.tm_hour = 12;
* lcTime.tm_min = 10;
* lcTime.tm_sec = 30;
* ds1302_set_time(&lcTime,1);
**/
void ds1302_set_time(struct ds1302struct *lcTime,char model);


/**
* @brief  获取芯片的时间
* @param  tm
* @param  model:0-普通模式  1-突发模式
* @param  None
* @retval None
* @example
* struct ds1302struct lcTime;
* ds1302_read_time(&lcTime,1);
* int year = lcTime.tm_year;
* int mon = lcTime.tm_mon;
* int mday = lcTime.tm_mday;
* char hour = lcTime.tm_hour;
* char min = lcTime.tm_min;
* char sec = lcTime.tm_sec;
**/
void ds1302_read_time(struct ds1302struct *lcTime,char model);


#endif /* APP_INCLUDE_DRIVER_DS1302_H_ */

2.把程序文件拷贝到如下位置

3.引脚连接定义

4.设置时间

system_init_done_cb(system_init_done);


void ICACHE_FLASH_ATTR
system_init_done(void)
{
    struct ds1302struct lcTime;

    ds1302_gpio_init();//初始化引脚

    lcTime.tm_year = 20;//年(芯片只能存储两位 00-99,具体看手册)
    lcTime.tm_mon = 12;//月
    lcTime.tm_mday = 23;//日
    lcTime.tm_hour = 22;//时
    lcTime.tm_min = 55;//分
    lcTime.tm_sec = 5;//秒
    ds1302_set_time(&lcTime,1);
}

5.获取时间

struct ds1302struct lcTime;

ds1302_read_time(&lcTime,1);//获取时钟的时间
        //打印 年 月 日 时 分 秒
        os_printf("
year=%d,mon=%d,mday=%d,hour=%d,min=%d,sec=%d
",
                lcTime.tm_year,
                lcTime.tm_mon,
                lcTime.tm_mday,
                lcTime.tm_hour,
                lcTime.tm_min,
                lcTime.tm_sec
                );

6.测试

程序细节说明

1.移植使用到其它单片机只需要修改头文件包含,和文件中指示的部分

2.关于设置或读取时间的两种模式(普通和突发)

注:突发模式解决的问题

普通模式下是一个字节一个字节的去读取数据,假如我们当前的时间是 00:00:59，我们先读秒，读到的秒是 59，

然后再去读分钟，而就在读完秒到还未开始读分钟的这段时间内，刚好时间进位了，变成了 00:01:00

那么就读错了!结果咱读的就变成  00:01:59

用户使用的时候建议使用突发模式就可以.

3.关于BCD

首先不要管什么BCD这个名词

只要记住一句话:芯片寄存器的高4位记录的是十位,低4位记录的是个位

假设想设置秒数为12秒

那么应该设置为  0001  0010  也就是把0x12写到里面

用数学公式转一下

int sec = 12;   char sechex=0;

sechex = (sec/10)<<4 | sec%10;   //sechex就是 0x12

//解释:把这个数的十位取出来,然后放到高四位上去,然后加上余数 .

0x12如何转成 12

int sec = 0;   char sechex=0x12

sec  = (sechex>>4)*10 + sechex&0x0F

//解释:把这个数右移4位获取高四位的十进制数,然后乘以10,然后加上个位数.

拓展知识<time.h>

1.为啥要说这个

时间戳是啥?UTC时间是啥?北京时间是怎么来的?单片机中时间戳和具体时间之间的转换怎么做?

凡是涉及到时钟的最好知道上面的问题,否则做相关项目或者程序的时候你会差一截!

2.时间戳