2019年11月11日 | [嵌入式开发模块]DS3231时钟芯片 驱动程序

刚刚写完DS3231时钟芯片的驱动程序。这里开源出来供大家使用。需要的自取。

先简单介绍下这个芯片，然后直接给驱动代码以及示例代码。

DS3231简介

简介

DS3231是一款低成本、高精度I2C实时时钟(RTC)，具有集成的温补晶体振荡器(TCXO)和晶体。该器件包含电池输入端，断开主电源时认可保持精确的计时。其提供年、月、日、星期、时、分、秒信息，提供有效期到2100年的闰年补偿。

其带有两个提供不同精度的日历闹钟，可在指定时刻在引脚上产生中断信号。

支持快速(400kHz)I2C接口通讯。

时钟精度在0℃到+40℃为±2ppm，即一个月可能偏离5s多；在-40℃到+85℃为±3.5ppm。

除了时钟外，还提供精度为±3℃的数字温度传感器输出，内部会使用这个温度传感器自动进行补偿以保证时间精度。

典型工作电路

框图

寄存器

DS3231提供如下寄存器：

与DS3231的控制和交互就是通过存取这几个寄存器来实现的，驱动代码中提供了所有寄存器的结构体以及对寄存器的存取函数。

具体寄存器的意义请自己参照数据手册。

与芯片的I2C通讯

I2C通讯的基本原理可以见我的上一个文章https://blog.csdn.net/lin_strong/article/details/80259571，翻译的MC9S12XEP100的数据手册，里头有对I2C通讯的详细描述。

DS3231的主叫地址固定为0b1101000，其内部存在一个寄存器指针，指向下一次读/写的寄存器，每次读/写一次后指针都会自增1，到最后一个寄存器后再指向第一个寄存器。

进行写操作时第一个数据字节会对指针值进行修改。

驱动中提供的函数即封装了这个过程。

代码及测试

驱动代码

DS3231Driver.h

/*

*******************************************************************************************

*

*

*                                   DS3231 DRIVER MODULE

*                                  Freescale MC9S12XEP100

*                                      DS3231驱动模块

*

* File : DS3231Driver.h

* By   : Lin Shijun(http://blog.csdn.net/lin_strong)

* Date:  2018/05/14

* version: V1.0

* History: 2018/05/14  V1.0   the prototype

*********************************************************************************************

*/

#ifndef   DS3231_DRIVER_H

#define   DS3231_DRIVER_H

/*

********************************************************************************************

*                                   MISCELLANEOUS

********************************************************************************************

*/

#ifndef  FALSE

#define  FALSE    0

#endif

#ifndef  TRUE

#define  TRUE     1

#endif

/*

******************************************************************************************

*                                    CONSTANT

******************************************************************************************

*/

// address of register

typedef enum{

  RegAddr_Sec,    // Seconds              00-59

  RegAddr_Min,    // Minutes              00-59

  RegAddr_Hour,   // Hours                1–12 + AM/PM 00–23

  RegAddr_Day,    // Day                  1 - 7

  RegAddr_Date,   // Data                 01-31

  RegAddr_CMon,   // Century and month    Century + 01–12

  RegAddr_Year,   // Year                 00 - 99

  RegAddr_Sec_A1, // Alarm 1 Seconds      00-59

  RegAddr_Min_A1, // Alarm 1 Minutes      00-59

  RegAddr_Hour_A1,// Alarm 1 Hours        1–12 + AM/PM 00–23

  RegAddr_Da_A1,  // Alarm 1 Day/Date     1 - 7 / 1 – 31

  RegAddr_Min_A2, // Alarm 2 Minutes      00-59

  RegAddr_Hour_A2,// Alarm 2 Hours        1–12 + AM/PM 00–23

  RegAddr_Da_A2,  // Alarm 2 Day/Date     1 - 7 / 1 – 31

  RegAddr_Control,// Control

  RegAddr_CtlStat,// Control/Status

  RegAddr_AgOfset,// Aging offset

  RegAddr_TempMSB,// MSB of Temp

  RegAddr_TempLSB,// LSB of Temp

}DS3231REG_ADDR;

#define DS3231REG_ADDR_MAX  RegAddr_TempLSB

/*

*******************************************************************************************

*                               CONFIGURE 主配置

*******************************************************************************************

*/

#define DS3231_CALLADDR     0b1101000       // DS32331的主叫地址

/*

****************************************************************************************

*                                  ERROR CODES

****************************************************************************************

*/

#define DS3231_ERR_NULL   0      // if success

#define DS3231_ERR_COMM   1      // any error in communication

#define DS3231_ERR_REG    2      // wrong register 

#define DS3231_ERR_ARG    3      // if wrong argument

/*

******************************************************************************************

*                                  TYPE DEFINE

******************************************************************************************

*/

// struct of DS3231 register 

typedef struct {

  unsigned int sec_sd: 4; // ones digit of second  秒的个位

  unsigned int sec_td: 3; // tens digit of second  秒的十位

  unsigned int       : 1;

} REG_SEC;

typedef struct {

  unsigned int min_sd: 4; // ones digit of minute 分的个位

  unsigned int min_td: 3; // tens digit of minute   分的十位

  unsigned int       : 1;

} REG_MIN;

typedef union {

  struct{

    unsigned int hour_sd:4; // ones digit of hour 分的个位

    unsigned int hour_td:1; // tens digit of hour 分的个位

    unsigned int isPM   :1; // whether is pm

    unsigned int is12sys:1; // whether is 12 hours system. 

    unsigned int        :1;

  }SYS12;

  struct{

    unsigned int hour_sd:4; // ones digit of hour 分的个位

    unsigned int hour_td:2; // tens digit of hour   分的个位

    unsigned int is12sys:1; // whether is 12 hours system. 

    unsigned int        :1;

  }SYS24;

} REG_HOUR;

typedef struct {

  unsigned int day    : 3; // the day of the week 

  unsigned int        : 5;

} REG_DAY;

typedef struct {

  unsigned int date_sd: 4; // ones digit of second  秒的个位

  unsigned int date_td: 2; // tens digit of second  秒的十位

  unsigned int        : 2;

} REG_DATE;

typedef struct {

  unsigned int mon_sd: 4; // ones digit of month 月的个位

  unsigned int mon_td: 1; // tens digit of month 月的个位

  unsigned int       : 2; 

  unsigned int century:1; // hundreds digit of year

} REG_CMON;

typedef struct {

  unsigned int year_sd: 4; // ones digit of year 月的个位

  unsigned int year_td: 4; // tens digit of year 月的个位

} REG_YEAR;

typedef struct {

  unsigned int sec_sd: 4; // ones digit of second  秒的个位

  unsigned int sec_td: 3; // tens digit of second  秒的十位

  unsigned int A1M1  : 1;

} REG_SEC_A1;

typedef struct {

  unsigned int min_sd: 4; // ones digit of minute 分的个位

  unsigned int min_td: 3; // tens digit of minute   分的十位

  unsigned int A1M2  : 1;

} REG_MIN_A1;

typedef union {

  struct{

    unsigned int hour_sd:4; // ones digit of hour 分的个位

    unsigned int hour_td:1; // tens digit of hour 分的个位

    unsigned int isPM   :1; // whether is pm

    unsigned int is12sys:1; // whether is 12 hours system. 

    unsigned int A1M3   :1;

  }SYS12;

  struct{

    unsigned int hour_sd:4; // ones digit of hour 分的个位

    unsigned int hour_td:2; // tens digit of hour 分的个位

    unsigned int is12sys:1; // whether is 12 hours system. 

    unsigned int A1M3   :1;

  }SYS24;

} REG_HOUR_A1;

typedef union {

  struct{

    unsigned int day    : 4; // the day of the week 

    unsigned int        : 2;

unsigned int isDY   : 1; // day selected

unsigned int A1M4   : 1;

  }DAY;

  struct{

    unsigned int date_sd: 4; // ones digit of date

    unsigned int date_td: 2; // tens digit of date

unsigned int isDY   : 1; // day selected

unsigned int A1M4   : 1;

  }DATE;

} REG_DA_A1;

typedef struct {

  unsigned int min_sd: 4; // ones digit of minute 分的个位

  unsigned int min_td: 3; // tens digit of minute   分的十位

  unsigned int A2M2  : 1;

} REG_MIN_A2;

typedef union {

  struct{

    unsigned int hour_sd:4; // ones digit of hour 分的个位

    unsigned int hour_td:1; // tens digit of hour 分的个位

    unsigned int isPM   :1; // whether is pm

    unsigned int is12sys:1; // whether is 12 hours system. 

    unsigned int A2M3   :1;

  }SYS12;

  struct{

    unsigned int hour_sd:4; // ones digit of hour 分的个位

    unsigned int hour_td:2; // tens digit of hour 分的个位

    unsigned int is12sys:1; // whether is 12 hours system. 

    unsigned int A2M3   :1;

  }SYS24;

} REG_HOUR_A2;

typedef union {

  struct{

    unsigned int day    : 4; // the day of the week 

    unsigned int        : 2;

unsigned int isDY   : 1; // day selected

unsigned int A2M4   : 1;

  }DAY;

  struct{

    unsigned int date_sd: 4; // ones digit of date

    unsigned int date_td: 2; // tens digit of date

unsigned int isDY   : 1; // day selected

unsigned int A2M4   : 1;

  }DATE;

} REG_DA_A2;

typedef struct{

  unsigned int A1IE  : 1;

  unsigned int A2IE  : 1;

  unsigned int INTCN : 1;

  unsigned int RS1   : 1;

  unsigned int RS2   : 1;

  unsigned int CONV  : 1;