STM32F1读写时钟芯片DS1307总结

imxuheng · 发表于 2020-10-5 17:44:21

本帖最后由 imxuheng 于 2020-10-5 17:43 编辑

1 前言

这个帖子是个人学习STM32IIC通信的一个小总结，实现了STM32F103C8读写DS1307。

多年前买了原子哥的战舰开发板学习STM32，后来种种原因停滞了几年。前不久重新学习STM32，在空暇之余按照原子哥的不完全手册依次学习芯片各个自带资源，不过进度倒是比较慢了。

学习IIC通信花了不少时间，这期间吃了亏，并再一次意识到看芯片手册的重要性。这里把操作DS1307的一些要点按自己的理解总结出来，希望需要的人少走弯路。

2 写DS1307

图1截图自DS1307芯片手册。展示了主机写、DS1307接收模式时的数据流。一般是主机修改ds1307内储存的时间实现校时。步骤为：

1. 主机发送起始（start）信号

2. 主机发送DS1307器件地址（0XD0）；

3. 主机等待DS1307响应ack

4. 主机发送要写入的DS1307内部寄存器的起始地址（秒的地址为0x00，星期的地址是0x04）

5. 主机等待DS1307响应ack

6. 主机依次发送DS1307内部寄存器的新数据

7. 主机等待DS1307响应ack

8. 主机发送停止（stop）信号

上述过程中，

l如果主机只发送1个DS1307内部寄存器的新数据，之后就发送停止信号，那么就只修改了起始地址的数据。比如这个起始地址是0x01（分钟地址），新数据是0x32，那么分钟寄存器的值就更新为0x32。
l如果主机发送n个DS1307内部寄存器的新数据，那么就修改起始地址以及起始地址之后n-1个寄存器的数据，比如这个起始地址是0x02，新数据是{0x08，0x22，0x03}，寄存器0x02、0x03、0x04的值都会被修改，即小时、日、星期寄存器的新值就分别是0x08、0x22、0x03

写一字节函数：

void Ds1307writeByte(u8 addr,u8 dat)

{

u8 ack, i=0;

IIC_soft_start();

IIC_soft_write_byte(0xd0);

IIC_wait_ack();

IIC_soft_write_byte(addr);

IIC_wait_ack();

IIC_soft_write_byte(dat);

IIC_wait_ack();

IIC_soft_stop();

}

初始化DS1307函数，实际是就是多字节写入DS1307的函数

void InitDS1307(void)

{

u8 i,ack;

u8 InitTime[7] ={0x00,0x32,0x08,0x04,0x01,0x10,0x20};//2020-10-1 THU 08:32:00

IIC_soft_start();

IIC_soft_write_byte(0xd0);

IIC_wait_ack();

IIC_soft_write_byte(0x00);

IIC_wait_ack();

for(i=0;i<7;i++)

{

Ds1307writeByte(i,InitTime);

IIC_wait_ack();

}

IIC_soft_stop();

}

3 读DS1307

图2展示了主机读、DS1307发送模式时的数据流。一般是主机读取ds1307内储存的时间数据。步骤为：
1.       主机发送起始（start）信号
2.       主机发送DS1307器件地址（0XD0）；
3.       主机等待DS1307响应ack
4.       主机发送要读取的DS1307内部寄存器的起始地址
5.       主机等待DS1307响应ack
6.       主机再次发送起始（start）信号（图中红圈部分）
7.       主机发送读命令（0XD1）；
8.       主机等待DS1307响应ack
9.       主机依次接收n字节DS1307内部寄存器的数据（每接收1字节数据，就发送响应ack一次），读最后一个字节后发送响应nack一次表示通知DS1307不要再发送数据了；
10. 主机发送停止（stop）信号

上述过程中，
l主机接收的字节数实际由主机自己决定，接收1个字节就发送停止信号，那么久相当于只读取了一个字节数据；接收6个字节就发送停止信号，那么就相当于读取了6个字节数据。
l假设发送的起始地址是0x01，接收了5个字节就发送停止信号，就相当于读取了寄存器0x01、0x02、0x03、0x04、0x05这5个寄存器的值

读一字节函数：
u8 DS1307_read_one_byte(u8 addr)
{
      u8 dat,ack;
      IIC_soft_start();
      IIC_soft_write_byte(0xd0);
      ack=IIC_wait_ack();
      IIC_soft_write_byte(addr);
      ack=IIC_wait_ack();
      IIC_soft_start();
      IIC_soft_write_byte(0xd1);
      ack=IIC_wait_ack();
      dat=IIC_soft_read_byte(1); //参数1—发送nack
      IIC_soft_stop();
      return dat;
}
读取多个字节
void DS1307_read_n_bytes(u8 addr_start,u8 byte_count,u8 *buf)
{
      u8 ack,i;
      IIC_soft_start();
      IIC_soft_write_byte(0xd0);
      ack=IIC_wait_ack();
      IIC_soft_write_byte(addr_start);
      ack=IIC_wait_ack();
      IIC_soft_start();
      IIC_soft_write_byte(0xd1);
      ack=IIC_wait_ack();
      for(i=0;i<byte_count-1;i++)
      {
               *buf++=IIC_soft_read_byte(0);//参数0—发送ack
      }
      *buf =IIC_soft_read_byte(1);    //参数1—发送nack
      IIC_soft_stop();
}

4 总结
实现IIC通信是最重要的一步，不过这里只说IIC应用，具体通信方式参考原子哥的不完全手册就行了。说句题外话，不完全手册是以读写AT24C02为例子进行说明的，要是读写AT24C32及更大容量的系列芯片，需要将地址分高低字节分别写入才能正确通信。
还有一点就是关于STM32引脚配置的问题，我本次使用PB4/PB5作为驱动IO，由于复位后PB4是作为JTAG的一个引脚，因此需要将PB4配置为普通IO口，参看复用重映射和调试I/O配置寄存器(AFIO_MAPR)的SWJ_CFG位，配置值的作用如图3所示。

我使用的是一个最小系统，需要使用SW的下载功能，因此只关闭JTAG，配置代码如下：
      RCC->APB2ENR |=1<<0;//开启引脚复用时钟
      AFIO->MAPR |=2<<24; //010:禁止JTAG-DP，启用SW-DP;

最后效果如图4所示，时钟模块是“YX65412-DS1307时钟模块”，带有AT24C32储存，读写DS1307的时候必须5v供电。读写AT24C32的时候3.3v供电即可。