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Arduino提高篇22—实时时钟DS1302


很多电子爱好者都热衷制作电子时钟来练手,这些时钟会使用数码管、点阵屏、LCD液晶屏、OLED屏、TFT屏等显示模块,所使用的RTC时钟芯片也各不相同,DS1302、DS3231、DS12C887等。通过单片机等MCU驱动RTC模块,读取时间数据并交给显示模块进行展示,还可以加入按键来调节时钟,可以说是一个非常全面的练手项目。

本篇我们来学习DS1302的使用,通过库函数来驱动DS1302获取时间数据。

1. DS1302介绍

DS1302是使用非常广泛的RTC芯片,它是DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片,内部含有一个实时时钟/日历和31字节静态RAM ,通过简单的串行接口与单片机进行通信。

主要特性:

  • 实时时钟具有能计算 2100 年之前的秒 分 时 日 日期 星期 月 年的能力 还有闰年调整的能力。
  • 31X8 位暂存数据存储 RAM。
  • 串行 I/O 口方式使得管脚数量最少。
  • 宽范围工作电压 2.0-5.5V。
  • 读/写时钟或RAM 数据时有两种传送方式单字节传送和多字节传送字符组方式。
  • 双电源管用于主电源和备份电源供应。

管脚排列及描述

  • X1,X2:32.768KHz晶振引脚
  • GND:地
  • #RST:复位引脚
  • I/O:数据输入/输出引脚
  • SCLK:串行时钟引脚
  • Vcc1:备用电源引脚,一般接纽扣电池
  • Vcc2:主电源引脚

管脚配置

我们使用的DS1302模块已经将DS1302时钟芯片和晶振及纽扣电池集中在一块小板子上:

DS1302模块

2. 安装驱动库

本篇使用DS1302库来驱动DS1302,无需关心DS1302的读写时序及内部寄存器相关信息。DS1302的驱动库也非常多,这里使用msparks提供的库,可以从GitHub上下载

将下载到的库进行解压,然后拷贝到Arduino IDE安装目录下的libraries文件夹下。

安装库

3. 实验材料

  • Uno R3开发板
  • 配套USB数据线
  • 公对母杜邦线
  • DS1302模块

4. 实验步骤

1. 根据原理图搭建电路图。

DS1302模块的VCC和GND连接Uno开发板的3.3V和GND。DS1302模块的CLK、DAT、RST对应连接Uno开发板的4、3、2引脚。

实验原理图如下图所示:

实验原理图

实物连接图如下图所示:

实物连接图

2. 新建sketch,拷贝如下代码替换自动生成的代码并进行保存。

#include <DS1302.h>

DS1302 rtc(2, 3, 4); //对应DS1302的RST,DAT,CLK

void initRTCTime(void)//初始化RTC时钟
{
  rtc.writeProtect(false); //关闭写保护
  rtc.halt(false); //清除时钟停止标志
  Time t(2020, 4, 25, 21, 50, 50, 7); //新建时间对象 最后参数位星期数据,周日为1,周一为2以此类推
  rtc.time(t);//向DS1302设置时间数据
}

void printTime()//打印时间数据
{
  Time tim = rtc.time(); //从DS1302获取时间数据
  char buf[50];
  snprintf(buf, sizeof(buf), "%04d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d",
           tim.yr, tim.mon, tim.date,
           tim.hr, tim.min, tim.sec);

  Serial.println(buf);
}

void setup() {
  Serial.begin(9600);

  //新模块上电需要设置一次当前时间,
  //下载完成后需屏蔽此函数再次下载,否则每次上电都会初始化时间数据
  initRTCTime();

}

void loop() {
  printTime();
  delay(1000);
}

3. 连接开发板,设置好对应端口号和开发板类型,进行程序下载。

程序下载

5. 实验现象

打开串口监视器,波特率设置成与程序中一致的9600,会看到输出时间数据。

实验现象

由于我们的DS1302模块带有纽扣电池来作为备用电池,当模块主供电Vcc掉电后,走时也不会停止。你可以将开发板断电等待一些时间重新上电,再次打开串口监视器可以看到时间并没有停止。


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文章作者: Tony
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