大俠好，歡迎來到FPGA技術江湖，江湖偌大，相見即是緣分。大俠可以關注FPGA技術江湖，在“闖蕩江湖”、"行俠仗義"欄里獲取其他感興趣的資源，或者一起煮酒言歡。

今天給大俠帶來基于FPGA實時時鐘的設計，附源碼，獲取源碼，請在“FPGA技術江湖”公眾號內回復“基于FPGA實時時鐘的設計源碼”，可獲取源碼文件。話不多說，上貨。

本次設計采用了美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘電路 DS1302，它可以對年、月、日、周、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為2.5V~5.5V。采用三線接口與CPU進行同步通信，并可采用突發方式一次傳送多個字節的時鐘信號或RAM數據。DS1302內部有一個31×8的用于臨時性存放數據的RAM寄存器。

DS1302芯片的封裝如下：

DS1302芯片有8個引腳，在本次的設計中只要驅動3個引腳就可以了，其他的引腳都是和硬件相連接的，和FPGA連接的有時鐘sclk，串行數據數據接口IO，以及CE。

其工作原理就是在數據的傳送過程中先把CE拉高，在每個數據的上升沿寫入數據，在下降沿輸入數據，一次只能讀寫一位數據。最初我們通過一個8位的控制指令來選擇讀寫，如果控制指令是單字節模式，連續的8個脈沖上升沿寫入，下降沿讀出數據，一次只能讀取一個字節，如果是突發模式通過連續的脈沖一次性的寫完7個字節的時間寄存器也可以一次性的讀完8--328位的ram數據

控制指令有8位，第七位必須為高，如果是0寫入被禁止，第六位0是對時鐘寄存器的讀寫操作，為1對是控制對RAM區的讀寫操作。

bit1 -- 5 是對相關寄存器的操作，bit0是讀寫操作。

各個寄存器的的設置，和每位的表示如下圖，從圖中我們了解到讀寫時控制字是多少以及寫入寄存器的地址，和寫入的8位的時間表示。我們可以通過下表來設置一個初始的時間。

涓流寄存器主要決定了DS1302的充電特性，涓流充電選擇位4--7位，1010涓流充電其他禁止充電，二級管選擇位3--2位，電阻選擇1--0位具體的選擇如下表。

突發模式下，表示我們可以連續寫，連讀，連續寫時必須寫滿7個時鐘寄存器。時序圖如下，SPI通信。

下表表示數據傳送過程中數據的延遲，時鐘的周期等時間。

本次設計是通過配置DS1302芯片來實現實時時鐘的監測，通過控制2個按鍵來選擇我們要在數碼管上顯示的時間，按下按鍵1來顯示周幾，按下按鍵2來顯示年月日，不按顯示時分秒，這樣顯示符合實時鐘的顯示。思路是先打開寫保護，一個一個寄存器的寫進去，然后關閉寫保護，然后再讀出數據。 設計架構圖:

設計代碼：（源碼文件可從公眾號內部獲取） 總模塊：

控制模塊：（由于控制模塊代碼較多，只展示部分關鍵信號，具體代碼如有需要，請公眾號內自行獲取）

數碼管模塊：

測試模塊：（Mmodelsim 仿真）

仿真圖：

從仿真測試圖中，可以清楚的看到在發送的寄存器命令時，收回總線控制權，讀數據時，釋放了總線控制權。 下圖是突發讀的時序圖，此次設計是一個一個的寫寄存器，必須寫滿7個時鐘寄存器，然后突發的讀，突發讀的時候拉高CE，然后不停的讀接收數據。拓展也可以做突發讀寫，原理一樣，感興趣的可以試一試。