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1. 思路分析
講解DS1302模塊之前先來看看我們平時(shí)使用的電子表或者手機(jī)。主要涉及兩個(gè)方面，如下圖所示。第一個(gè)就是查看時(shí)間和日期，比如2014年11月15日09時(shí)00分50秒星期六，等等。另外一個(gè)方面就是設(shè)置或者調(diào)整時(shí)間/日期信息。
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2018-4-19 18:29 上傳
圖1 時(shí)鐘信息示意圖
同樣的道理,對于DS1302模塊，我們也是從這兩個(gè)方面來類比分析的。第一個(gè)，查看日期時(shí)間，既然是“查看”也就是從DS1302“獲取”信息，那么與‘讀’ DS1302相關(guān)。第二個(gè)，設(shè)置日期時(shí)間，既然是“設(shè)置”也就是向DS1302“輸入”信息，那么就是與 ‘寫’ DS1302相關(guān)了，或者說修改它的相關(guān)信息。好了，分析到這里，根據(jù)以前講過的內(nèi)容，你應(yīng)該可以猜到它的大概設(shè)計(jì)模樣了。既然是‘讀’和‘寫’ DS1302，那么緊跟著的問題就是，怎么讀，從哪里‘讀‘，怎么“寫”，往哪里“寫”?前面講過，對于機(jī)器只有0和1，那么很明顯需要把年月日時(shí)間等轉(zhuǎn)成用0和1來表示。根據(jù)前面的經(jīng)驗(yàn)通常以一個(gè)字節(jié)為單位�，F(xiàn)在我們把年月日時(shí)分秒星期拆成幾個(gè)部分。比如‘秒’，我們就用一個(gè)字節(jié)來表示，‘分’也用一個(gè)字節(jié)來表示，依此類推，這樣‘秒-分-時(shí)-日-月-年’一共需要6個(gè)字節(jié)，另外加一個(gè)‘星期’，一共7個(gè)字節(jié)來表示，同時(shí)給它們排序。比如地址0的字節(jié)表示‘秒’，地址1的字節(jié)表示’分‘，等等。如下表1所示，注意這個(gè)表格只是我們自己的猜測。
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表1 時(shí)鐘信息存儲(chǔ)分布猜測
這樣就好理解了，當(dāng)我們需要設(shè)置時(shí)間和日期時(shí)，就是往這7個(gè)字節(jié)寫入信息，當(dāng)需要查看時(shí)間和日期時(shí)，就是去讀取這7個(gè)字節(jié)內(nèi)容即可。如果理解了這個(gè)，那么對DS1302的整個(gè)分析思路也就清晰了，下面我們就按照這個(gè)思路看看具體的操作步驟。
2. 操作步驟分析
這里以"寫"為例，簡單描述這個(gè)過程，"讀"的過程與"寫"類似。
(1) 如何確定地址
既然是寫，首先要告訴1302寫到哪一個(gè)地址，思考過程與LCD1602類似，那么就給DS1302發(fā)送一個(gè)地址命令（CMD）。前面說過，機(jī)器之間的溝通通常是以字節(jié)也就是8位為基本單元的，那么就用"0000 0000"來表示1302地址0的字節(jié)，用"0000 0001"來表示1302地址1的字節(jié)，依此類推。前面做了個(gè)猜想，DS1302一共才7個(gè)字節(jié)（表格1所示），用8個(gè)bit來確定，太浪費(fèi)了。那么就改進(jìn)一下，如何改進(jìn)呢？我們用這個(gè)地址命令CMD的bit1~bit5來確定這7個(gè)字節(jié)，比如當(dāng)bit1~bit5取00000的時(shí)候就表示DS1302地址0的字節(jié)，取00001的時(shí)候就表示DS1302地址1的字節(jié)，依此類推。那么地址命令CMD的bit0,bit6和bit7如何處理？這個(gè)bit7也就是最高位固定為1，bit6用來設(shè)置選擇CK(時(shí)鐘)還是RAM。那么還剩下最后一位bit0如何處理？
(2) 如何確定"寫"還是"讀"
通過上面的分析已經(jīng)知道了單片機(jī)如何告訴1302"寫"的地址。注意，這里只是確定了"地址"，DS1302仍然不知道你對這個(gè)地址是要"讀"還是"寫"。這樣地址命令CMD的最低位還沒有處理，剛好拿來用作"寫"和"讀"的確定。比如當(dāng)CMD的bit0取0的時(shí)候就表示"寫", 取1的時(shí)候就表示"讀"。這樣CMD里面既有地址信息，又有命令信息，所以叫做地址命令字節(jié)。
現(xiàn)在我們來舉個(gè)例子，假如往表格1中的地址0寫入數(shù)據(jù)（實(shí)際上就是設(shè)置秒鐘），那么CMD的bit1~bit5就取00000，最低位bit0確定"讀"還是"寫"，很明顯也取"0"。最高位bit7固定為1。剩下bit6用來選擇寫RAM還是CK，我們要寫時(shí)鐘相關(guān)的信息，很明顯取0，這樣CMD就是1000 0000(0x80). 如果你要"讀"地址0的數(shù)據(jù)(實(shí)際上就是查看秒鐘)呢？只需要把CMD的bit0修改為1就可以了。那么CMD就為1000 0001(0x81).
(3) 確定寫入的數(shù)據(jù)
"讀"還是"寫"確定了，地址也確定了，之后再發(fā)送一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，這個(gè)數(shù)據(jù)與秒鐘是如何對應(yīng)的，就去翻一翻芯片手冊了，這個(gè)比較好理解。
3. 突發(fā)模式(Burst Mode)分析
以上操作過程如果正確，就能顯示和設(shè)置時(shí)間了。但是這里面實(shí)際上還有個(gè)BUG，舉個(gè)例子來說明一下。假如你要記錄一個(gè)人跑步的圖像，第一次觀察到他的左腿在前，第二次觀察到他的右腿在前，如果你把這兩次信息結(jié)合起來一定會(huì)得出錯(cuò)誤的結(jié)論，就是兩條腿都在前面，這不是"跑"這是"跳"。 錯(cuò)誤的原因是"跑"是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程。同樣的道理，假設(shè)現(xiàn)在時(shí)間為00分59秒，你先讀"秒"，記錄為59秒，然后讀"分"。注意這也是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程，此時(shí)00分可能變成01分了，這樣你讀到就是01分，然后把這兩次讀的結(jié)果結(jié)合起來就是01分59秒。很明顯是不對的，那么如何處理呢？對于"跑"，處理過程很簡單，"拍照"就行了，拍完照片然后去觀察照片就不會(huì)出錯(cuò)了，因?yàn)檎掌?quot;靜止"的。對于DS1302也用同樣"拍照"的處理方法，把"時(shí)"分"""秒"等信息"照"下來，然后去讀這張"靜止"的照片就不會(huì)出錯(cuò)了。拍照是一個(gè)比較平民化的詞匯，為了體現(xiàn)這個(gè)行業(yè)的專業(yè)性，換一個(gè)比較難懂的詞匯顯得更高深，叫Burst Mode-突發(fā)模式，實(shí)際上就是拍照或者說我們平時(shí)用的截屏。
綜合來看，不論是LCD1602，OLED 還是DS18B20，如果仔細(xì)去分析的話，它們還是有很多內(nèi)在共同點(diǎn)的。
上一篇：
10分鐘理解LCD1602液晶顯示模塊
10分鐘理解LCD1602如何顯示自定義字符
10分鐘理解OLED顯示模塊
10分鐘理解DS18B20數(shù)字溫度計(jì)模塊
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