第20课 DS1302时钟模块与外部定时器

我是潘,曾经是个工程师。这是为 Ardui.Co 制作的 “Arduino 公开课” 系列的入门教程。本课将介绍DS1302时钟模块的使用,同时介绍外部时钟作中断使用,这是名副其实的“定时器”。有任何疑问请在评论区提出,我会逐一回答。

之前我们介绍了内部中断,利用 Arduino 内部的硬件定时器,在规定的时间间隔做某件事情。如果我们希望 Arduino 在规定的日期,比如,每个工作日早上8点,响起闹钟、点亮LED呢?此时,我们就需要外部时钟来协助。

DS1302 是 maxim (美信)生产的时钟模块,支持年、月、日、时、分、秒、星期显示。支持为后备电池涓流充电。与 Arduino 只需要4条数据连接线即可使用。同时,它也是很便宜、很常见,但我们不是因为便宜才选择它,而是它有非常完善的库支撑。这是它的 DataSheet
电压范围:2.0 ~ 5.5 V / 电池 (二选一)
工作电流:2.0V 时少于 300 nA (一颗扣钮电池工作1年不成问题)

IC 的脚位位图:

模块电路图:、

电路十分简单,DIY 也非常方便,x1、x2的晶振为32.768kHz。如果使用 DS1302 模块,由于自带电池,Arduino断电后还可以继续工作,VCC 5.0V 可以不接,但是GND一定要接,否则无法正确读取时间。

使用芯片和一个晶振的接线方式:

使用模块接线方式如下:
CLK (或SCLK)接 D7
DAT(或IO) 接 D6
RST(或CE) 接 D5
VCC、GND 分别接 5.0V 和 GND

我们使用带电池的模块。从最简单的开始,我们的第一个程序会预先给 DS1302 设置时间,并显示在串口监视器上;第二个程序,我们要利用串口设置时间;第三个程序,我们让DS1302,在某个时间点上,做一件事情。

下载并安装 DS1302RTC 库 (还有一个DS1302库,建议用RTC的版本)与 Time库 (Time在第三个程序中才会用到。注意不要用 C 原生的 Time.h,这个由 PaulStoffregen 开发的更简单和强大),先看第一个程序:

这个程序看着很复杂,但实际上我们将它分解来看就不难了:

设置一个时间类,通过 tm.Hour 、tm.Minute,读取小时、分钟,如此类推,这调用了C语言的标准库 time.h。

设置 Arduino 系统时间(20点30分30秒,20日6月2017年),并非是DS1302时间。然后通过语句

now() 读取当前时间函数,并使用 RTC.set(),设定 DS1302 的时间。另外,也可以通过RTC.write() 来设置,但写入的方法是通过类 tm,而是时间函数。更多用法可以参考官方文档

打开串口监视器,运行结果如下:

如果把所有线都拔掉,然后再插回去,打开串口监视器,可以发现时间从头开始了,没有起到断电时间保持的功能。把串口监视器关闭,再打开也一样。为什么呢?

因为我们把 RTC.set() 放在了void setup(),重新连接或重新打开串口监视器时,Arduino 都会 Reset,时间就会被重新设定。所以 RTC.set() 不能再在 void setup() 中。

现在简单修改一下程序,通过串口来修改时间,并实现断电保持:

这代码是否似曾相识,因为利用了上一课串口输入字符串的知识,但是增加逗号的识别。我们在串口监视器中输入 20,30,30,20,6,17(含义是20点30分30秒,20日6月2017年),DS1302 就会从这个时刻开始计时。

值得注意的是,RTC.set() 放在了 if 中,只有串口有数据传输时,DS1302才会被设置,不管Arduino 是否断电或者重启都不会影响 DS1302 的时间了:

现在通过外部定时器,让Arduino 在某个时间点上,每天的20点35分,点亮板载LED:

打开串口监视器,输入”20,35“,每天20点35分 LED 就会点亮1分钟,换成蜂鸣器就成闹钟了。

One thought on “第20课 DS1302时钟模块与外部定时器

  1. 石头

    你好,最后一个程序,是不是没有设置计时器起始时间。程序写了读取到我们串口监视器输出的小时和分钟,但是tm.hour和tm.minute好像没有设置,还是说这个芯片上电就从00.00.00开始计时?

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