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M41T11-RTC(实时时钟)

发布时间:2020-06-17 发布时间:
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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("nr",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。



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