串行实时时钟芯片DS1302程序设计中的问题与对策

串行实时时钟芯片DS1302程序设计中的问题与对策
作者：河南师范大学 樊贵卿李庆武靳建华 清华大学电子工程系 刘润生 来源：《电子技术应用》
摘要：指出了串行实时时钟芯片DSl302程序设计中几个易被疏忽而导致错误的问题，分析了问题的
原因，并给出了解决问题的方法。
关键词：串行时钟程序设计问题原因解决方法
美国Dallas公司推出的串行接口实时时钟芯片
DSl302可对时钟芯片备份电池 进行涓流充电。由
于该芯片具有体积小、功耗低、接口容易、占用CPUI
／O口线少等主要特 点，故该芯片可作为实时时钟
广泛应用于智能化仪器仪表中。
笔者在调试中发现在对DSl302编程中有几个问题易被疏忽而导致错误，现提供给读者参考。
1读操作出现的错误
按照参考文献[2]的读操作程序框图和参考文献[1]、[2]所叙述的 可知：单字节读操作每次需16个时钟，
地址字节在前8个时钟周期的上升沿输入，而数据字节在后8个 时钟周期的下降沿输出。据此结合图1的
硬件连接图编制出了如下的单字节读程序：
ＤＳ＿ＲＥＡＤＳＥＴＢＰ１．２；令
=0
。
ＣＬＲＰ１．１；令ＳＣＬＫ＝０。
ＣＬＲＰ１．２；令
=1
，启动芯片。
ＬＣＡＬＬＤＳ＿ＷＳＵＢ；写８位地址。
ＬＣＡＬＬＤＳ＿ＲＳＵＢ；读出８位数据。
ＲＥＴ

ＤＳ＿ＷＳＵＢＭＯＶＲ７，＃０８Ｈ
ＷＬ００ＰＲＲＣＡ；Ａ为地址字节。
ＭＯＶＰ１．０，Ｃ
ＳＥＴＢＰ１．１；在时钟上升沿
ＮＯＰ；输入地址字节。
ＣＬＲＰ１．１
ＤＪＮＺＲ７ＷＬ００Ｐ
ＲＥＴ
ＤＳ＿ＲＳＵＢＳＥＴＢＰ１．０；为读数据作准备。
ＭＯＶＲ７＃０８Ｈ
ＲＬ００Ｐ：ＳＥＴＢＰ１．１
ＮＯＰ
ＣＬＲＰ１．１；在第９个正脉冲的下
ＭＯＶＣ，Ｐ１．０；降沿开始输出数据。
ＲＲＣＡ；Ａ中为读出的数据。
ＤＪＮＺＲ７，ＲＬ００Ｐ
ＲＥＴ
若使用如下程序对DSl302的RAM1其内容为5AH进行读操作
ＲＥＡＤ：ＭＯＶＡ＃１１０００１０１Ｂ；RAM1单元的读地址。

ＬＣＡｌｌＤＳ＿ＲＥＡＤ；调用读子程序。



则程序执行后A 中的数据为2DH，显然读出的数据不正确。若再使用一条RLA指令调整后，则A中
为5AH，结果才 正确。由此说明：使用上述程序读出的RAM1单元中的第0位数据实为第1位数据，读
出的第7位数据 实为第0位数据。
经笔者仔细研究时序图和多次试验得知，问题的原因在于：对于读操作时序， 在SCLK出现第8个正脉
冲时，上升沿输入地址字节的最后一位数据，而在此正脉冲的下降沿就要输出 数据字节的第0位数据。然
而笔者的程序中是在第9个正脉冲的下降沿才误认为输出了数据字节的第0位 数据，此位数据事实上是第
二个下降沿输出的，故实为数据字节的第1位数据。经笔者实验：只要RST 保持为高电平，如果超过8
个下降沿，它们将重新从第0位输出数据位，因程序中输出的最后一位数据位 ，是9个下降沿输出的数据
位，故实为数据字节的第0位数据位。
由此可见，单字节读操作的时序图如改为图2所示时序图，则读者较容易理解可避免发生上述编程错误。
只要将上述的DS＿RSUB子程序改为如下的子程序即可解决上述问题：
ＤＳ＿ＲＳＵＢｌ：ＳＥＴＢＰ１．０；为读数据作准备
ＭＯＶＲ７，＃０８Ｈ
ＲＬ００Ｐ：ＣＬＲＰ１．１；ＳＣＬＫ第８个正脉冲的
ＭＯＶＣ，Ｐ１．０；下降沿开始输出数据。
ＲＡＣ
ＳＥＴＢＰ１．１

ＤＪＮＺＲ７，ＲＬ００Ｐ
ＲＥＴ
2禁止涓流充电出现的错误
涓流充电寄存器(TCR)控制着DSl302的涓流充电特性。据 参考文献[1]、[2]介绍，寄存器的位(TCS)4～
7决定着是否具备充电性能。仅在1010编 码的条件下才具备充电性能，其它编码组合不允许充电。位2
和3(DS)则在和之间选择是一个还是两 个二极管串入其中。如果编码是01，选择一个二极管；
如果编码是10，选择两个；其它编码将禁止充 电。该寄存器的0和1位(RS)用于选择与二极管相串联的
电阻值，其中编码01为2kΩ；10为4 kΩ；11为8kΩ；而00将不允许充电。笔者编制了如下的允许涓
流充电的控制程序（选择一个二极 管，充电限流电阻为4kΩ）：
ＳＥＴＢＰ１．２；令
=0

ＣＬＲＰ１．２；令ＳＣＬＫ＝０
ＣＬＲＰ１．２；令
=1

ＭＯＶＡ＃９０Ｈ；ＴＣＲ的写地址
ＬＣＡＬＬＤＳ＿ＷＳＵＢ
ＭＯＶＡ＃１０１００１１０Ｂ；ＴＣＲ的命令
ＬＣＡＬＬＤＳ＿ＷＳＵＢ
用 万用表串入与可充电池之间，执行程序后，则有电流流过万用表，表示充电正常。笔者通过将上
述程序的 第6句改为：MOVA，＃10100010B，即置DS为00来禁止涓流充电器工作。执行程序后，在
与电池之间串入万用表，则仍有电流流过，表示尚未禁止充电。若将第6语句改为：MOV A，＃
10101110B，即置DS为11，执行上述程序后情况仍如此。若将第6语句改为：
MOV A，＃01010110B即TCS≠1010

或：MOV A，＃10100100B即RS=00则充电被禁止。
笔者误认为芯片损坏，换 上另一新购置的芯片，
结果仍如此。随即笔者取下图1所示电路中的可充
电池，换上一标称为1 0kΩ的电阻对芯片进行了测
试，测试结果如表1所示=5V。
由此可见，当涓流充电 控制寄存器中的DS位为
00和11时并不能禁止充电，而是选择了一个二极管充电，这说明参考文献中 介绍的有误。若要想禁止充
电器充电，应将第６句改为：MOVA，＃0101XX00B即TCS≠1 010，RS=00，这样，就能双保险地禁
止充电。
3受干扰时钟／日历信息出现的错误
笔者将DSl302应用于某产品中，发现系统受到干扰时 ，有时其时钟停振不能正常工作，此时的时钟／
日历信息也被修改。
经分析得知：系统 受到干扰程序飞跑，在看门狗复位前，CPU正好执行写程序将写保护寄存器的最高位
置0为允许写（实 际上，在系统校时程序之后已将其置为1禁止写），修改了时钟／日历信息且使秒寄存
器的最高位置1， 致使时钟停振出现错误。
为避免此类错误的产生，笔者采用的方法是：在写程序中增加了某一检 测条件，此条件为系统中某一口
线上的电平，低电平条件满足。只有在实时校时过程中，才通过手动使此 口线为低电平，实时校时过程完
成后，又通过手动使此口线为高电平。这样只有实时校时过程中，才允许 修改时钟／日历信息，因此起到
了时钟／日历信息的写保护作用。