STM32로 DS1302제어하기(1편)

안녕하세요. 오늘은 STM MCU로 DS1302를 제어하는 글을 쓰겠습니다. 여기서 STM MCU를 사용하지만 GPIO를 제어해서 통신하므로 STM이나 ATMEGA나 아두이노나 다른 MCU를 사용하던 방식은 모두 같습니다. 그래서 님이 MCU를 STM를 사용하지 않더라도 이 글을 봐도 됩니다.
STM MCU는 NUCLEO-F103RB를 사용합니다.
DS1302는 2017년도에 아두이노로 제어하는 글을 쓴 적이 있어서 DS1302에 대해서는 이전에 썼던 글을 참고하면 좋습니다. 또한 DS1302보드도 옛날에 사용했던 보드로 사용합니다. https://wowon.tistory.com/92 

 

이제 STM32로 DS1302를 제어해야하므로 데이터시트를 자세히 봐야합니다.

DS1302.pdf

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첫 번째로 DS1302로부터 '초'단위만 읽어서 시리얼모니터로 값을 확인해보겠습니다.

 

 

- 통신방식

그림1

DS1302로부터 시간을 write하거나 read할 때 통신을 해야합니다. 통신을 하기위해서 MCU랑 SCLK, I/O, CE핀이 연결이 되야 합니다. 통신방식이 SPI랑 비슷합니다. SCLK는 클럭핀이고 I/O핀은 data핀이고 CE핀은 통신 이네이블 핀이라서 통신을할때는 HIGH로 유지되어야 합니다.

 

 

- WRITE/READ 하기

그림2

ds1302에 write/read하려면 위와 같은 파형을 만들어야합니다. write한다는건 ds1302에 특별기능을 write하거나 원하는 시간을 write하는 동작입니다.read한다는건 ds1302에서 시간을 읽는 동작입니다.
앞쪽에 R/W'가 있는데 READ동작이면 1이고 WRITE동작이면 0입니다. 그리고 A0~A4가 있는데 주소값이랑 비슷한 느낌이고 A0~A4값을 바꿔서 seconds를 설정하거나 minutes를 설정하거나 합니다. R/C`가 있는데 RAM/CLOCK,CALENDAR을 의미합니다. RAM을 제어하려면 1, CLOCK,CALENDAR을 제어하려면 0으로 설정하면 됩니다.
D0~D7는 데이터비트 입니다.

그림3

처음 목표였던 '초'를 읽으려면 0x81을 LSB로 보낸 다음에 들어오는값을 읽으면 됩니다. 들어오는값도 LSB로 옵니다. 

이제 CE,SCLK,I/O핀을 GPIO제어해서 그림1과같은 파형을 만들어야 합니다. 먼저 WRITE파형부터 어떤식으로 만들어야 하는지 알아보겠습니다.

그림4

그림4는 WRITE파형입니다. 통신을 할 때 CE핀의 상태를 LOW에서 HIGH로 해놔야 합니다.
빨강 동그라미를 보면 클럭이 LOW에서 HIGH가 됩니다. 그때 DS1302는 I/O핀의 상태를 읽습니다. 클럭에 화살표가 있는 방향에서 DS1302가 데이터를 READ한다고 보면 됩니다. (MCU : Write, DS1302 : Read)
처음 클럭8개는 뒤에 나올 클럭8개가 어떤 데이터인지 알려주는 역할을 합니다.
그러므로 코드의 흐름은 아래처럼 하면 됩니다.

초기상태
CE핀 : LOW
SCK핀 : LOW
IO핀 : 사용자설정

* Write
1. CE핀 -> HIGH세팅
2. I_O핀 = OUTPUT 설정
3. I_O핀 -> HIGH or LOW
4. SCLK핀 -> HIGH
5. SCLK핀 -> LOW
6. 3~5번 과정 7번 더 반복
7 I_O핀 = OUTPUT 설정
8. I_O핀 -> HIGH or LOW
9. SCLK핀 -> HIGH
10. SCLK핀 -> LOW
11. 8~10번 과정 7번 더 반복
12. CE핀 -> LOW세팅

여기서 1번,7번에서 I_O핀을 OUTPUT설정하는 부분이 있는데 하나의 핀이 INPUT/OUTPUT역할을 하므로 OUTPUT설정을 먼저 해준겁니다.

 

그림5

그림5는 READ 파형입니다. 앞에클럭8개는  write때랑 방식이 같습니다. 빨강동그라미를 보면 READ는 클럭이 HIGH에서 LOW로 될 때 DS1302가 write합니다. (MCU : Read, DS1302 : Write)
코드의 흐름은 아래처럼 하면 됩니다.

초기상태
CE핀 : LOW
SCK핀 : LOW
IO핀 : 사용자설정

* Read
1. CE핀 -> HIGH세팅
2. I_O핀 = OUTPUT 설정
3. I_O핀 -> HIGH or LOW
4. SCLK핀 -> HIGH
5. SCLK핀 -> LOW
6. 3~5번 과정 7번 더 반복
7. I_O핀 = INPUT 설정
8. I_O핀 READ
9. SCLK핀 -> HIGH
10. SCLK핀 -> LOW
11. 8~10번 과정 7번 더 반복
12. CE핀 -> LOW세팅

여기서 중요한점은 7번에서 I_O핀을 INPUT으로 설정해야 한다는 점입니다.

 

다음 글에서는 write/read 코드와 실제 측정결과를 보겠습니다.