學習目標

• DS1307時鐘模塊的原理與應用
• I2C接口讀寫的工作過程
• 學會用I2C編程控制時鐘模塊

相關知識

DS1307時鐘模塊： DS1307串行實時時鐘（RTC）是低功耗，全二進制編碼的十進制（BCD）時鐘/日歷以及56字節的NV SRAM。地址和數據通過I2C雙向總線串行傳輸。時鐘/日歷提供秒，分鐘，小時，日期，日期，月份和年份信息。

RTC模塊的接線：

I2C總線協議： 集成電路總線，它是一種串行通信總線，使用多主從架構。I2C總線只有兩根雙向信號線。一根是數據線SDA，另一根是時鐘線SCL。SCL：上升沿將數據輸入到每個EEPROM器件中；下降沿驅動EEPROM器件輸出數據。（邊沿觸發）

BCD碼： 用4位二進制數來表示1位十進制數中的0~9這10個數碼，是一種二進制的數字編碼形式，用二進制符號來表示十進制數。BCD碼有：8421碼、5421碼、2421碼等多種類型。

8421碼示例：

電路搭建

所需材料

ArduinoUNO * 1
DS1307 RTC模塊 * 1
LCD1602液晶顯示屏 * 1
電位器 * 1
杜邦線若干

電路連接

程序編寫

練習一：時間設置

如圖連接電路后，編寫程序實現將RTC模塊進行當前時間設置。

這里我們直接調用了DS1307RTC.h這個庫文件里面的例子實現校準時間的功能。

#include < Wire.h >
#include < TimeLib.h >
#include < DS1307RTC.h >
const char *monthName[12] = {
  "Jan", "Feb", "Mar", "Apr", "May", "Jun",
  "Jul", "Aug", "Sep", "Oct", "Nov", "Dec"
};
tmElements_t tm;
void setup() {
  bool parse=false;
  bool config=false;


  // get the date and time the compiler was run
  if (getDate(__DATE__) && getTime(__TIME__)) {
    parse = true;
    // and configure the RTC with this info
    if (RTC.write(tm)) {
      config = true;
    }
  }


  Serial.begin(9600);
  while (!Serial) ; // wait for Arduino Serial Monitor
  delay(200);
  if (parse && config) {
    Serial.print("DS1307 configured Time=");
    Serial.print(__TIME__);
    Serial.print(", Date=");
    Serial.println(__DATE__);
  } else if (parse) {
    Serial.println("DS1307 Communication Error :-{");
    Serial.println("Please check your circuitry");
  } else {
    Serial.print("Could not parse info from the compiler, Time="");
    Serial.print(__TIME__);
    Serial.print("", Date="");
    Serial.print(__DATE__);
    Serial.println(""");
  }
}


void loop() {
}


bool getTime(const char *str)
{
  int Hour, Min, Sec;


  if (sscanf(str, "%d:%d:%d", &Hour, &Min, &Sec) != 3) return false;
  tm.Hour = Hour;
  tm.Minute = Min;
  tm.Second = Sec;
  return true;
}


bool getDate(const char *str)
{
  char Month[12];
  int Day, Year;
  uint8_t monthIndex;


  if (sscanf(str, "%s %d %d", Month, &Day, &Year) != 3) return false;
  for (monthIndex = 0; monthIndex < 12; monthIndex++) {
    if (strcmp(Month, monthName[monthIndex]) == 0) break;
  }
  if (monthIndex >= 12) return false;
  tm.Day = Day;
  tm.Month = monthIndex + 1;
  tm.Year = CalendarYrToTm(Year);
  return true;
}

練習二： 可顯示的時鐘

在LCD1602上實時顯示時間。

/*項目名稱:實時時鐘
 *項目時間:2022.03.14
 *項目作者:MRX
 */
#include < Wire.h >
#include < TimeLib.h >
#include < DS1307RTC.h >
#include < LiquidCrystal.h >
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);


void setup() {
lcd.begin(16,2);
}


void loop() {
tmElements_t tm;
lcd.clear();
if (RTC.read(tm))
{
if(tm.Hour >=12)
{
lcd.setCursor(14,0);
lcd.print("PM");
}
if(tm.Hour< 12)
{
lcd.setCursor(14,0);
lcd.print("AM");
}
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("TIME:");
lcd.print(tm.Hour);
lcd.print(":");
lcd.print(tm.Minute);
lcd.print(":");
lcd.print(tm.Second);
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("DATE:");
lcd.print(tm.Day);
lcd.print("/");
lcd.print(tm.Month);
lcd.print("/");
lcd.print(tmYearToCalendar(tm.Year));
} else {
if (RTC.chipPresent()) {
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("RTC stopped!!!");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("Run SetTime code");
} else {
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Read error!");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("Check circuitry!");
}
delay(500);
}
delay(500);
}