您有(you)需(xu)要(yao)精(jing)確(que)計(ji)時(shi)的電子(zi)設(she)備(bei)嗎？或者您(nin)的項(xiang)目(mu)是(shi)否需(xu)要(yao)您(nin)計(ji)算(suan)秒(miao)、分(fen)、小(xiao)時甚至(zhi)月(yue)？好(hao)吧，如果(guo)妳不知道(dao)如何去(qu)做，別(bie)擔(dan)心，妳來(lai)對(dui)地方了(le)。涉及計(ji)時(shi)的項(xiang)目(mu)，即(ji)使沒(mei)有(you)電(dian)源(yuan)，也可能很(hen)棘手(shou)。謝天(tian)謝地，我們已經幫到(dao)妳了(le)。您(nin)只(zhi)需(xu)要(yao)壹(yi)個(ge)實時(shi)時鐘 (RTC) 模塊(kuai)。因(yin)此(ci)，在本文(wen)中，我們將(jiang)了(le)解(jie)有(you)關(guan) RTC 模(mo)塊(kuai)的所有(you)內(nei)容(rong)，並向(xiang)您展(zhan)示如何使用 RTC 模塊(kuai)電(dian)路制作壹(yi)個(ge)簡(jian)單(dan)的項(xiang)目(mu)。

妳準(zhun)備(bei)好(hao)了(le)嗎？那麽(me)，讓(rang)我們開(kai)始(shi)吧！

什(shen)麽(me)是(shi) RTC 模塊(kuai)？

實(shi)時(shi)時(shi)鐘模塊(kuai)

資(zi)料來(lai)源：維(wei)基(ji)共享(xiang)資(zi)源

實(shi)時(shi)時(shi)鐘 (RTC) 是(shi)壹(yi)種(zhong)集(ji)成(cheng)電路時鐘模塊(kuai)，通(tong)常出現(xian)在現(xian)代計(ji)算(suan)機(ji)、服(fu)務器或嵌入(ru)式(shi)系統(tong)中。此外(wai)，RTC 模塊(kuai)有(you)壹(yi)個(ge)用途(tu)；計(ji)時(shi)。

該(gai)設(she)備(bei)可以(yi)計(ji)算(suan)秒(miao)、分(fen)、小(xiao)時和(he)年(nian)。此外(wai)，它(ta)能夠(gou)準(zhun)確(que)地處理(li)各種計(ji)時(shi)應用程序。

這(zhe)是(shi)最好(hao)的部分。

由(you)於(yu) RTC 具(ju)有(you)如此(ci)重(zhong)要(yao)的作用，它(ta)即(ji)使在系統(tong)關(guan)閉(bi)時也(ye)能保(bao)持時(shi)間。出於(yu)這(zhe)個(ge)原(yuan)因(yin)，RTC 可以(yi)作為(wei)觸(chu)發器在鬧鐘或移動(dong)設(she)備(bei)上(shang)發現(xian)的預(yu)定電源等(deng)事(shi)件(jian)中打開(kai)系統(tong)。

RTC 如何實現(xian)這壹(yi)目(mu)標？嗯(ng)，這(zhe)個(ge)集成(cheng)電路的工(gong)作電源(yuan)與(yu)為(wei)其系(xi)統(tong)供(gong)電(dian)的電源不同(tong)。因此，RTC 可以(yi)在低(di)功率(lv)情況(kuang)或電源(yuan)故(gu)障時(shi)持續(xu)運行(xing)。此外(wai)，您只(zhi)需(xu)要(yao)壹(yi)點(dian)點(dian)電(dian)流(liu)即(ji)可運行(xing) RTC。

此外(wai)，較舊(jiu)的 RTC 模塊(kuai)采(cai)用(yong)鋰(li)電池(chi)作為(wei)備(bei)用(yong)電源(yuan)，而(er)較新(xin)的版本使(shi)用(yong)超(chao)級(ji)電容(rong)器或輔助(zhu)電(dian)池(chi)。現(xian)在，兩個(ge) RTC IC 之間存(cun)在差(cha)異。 

帶(dai)有(you)超(chao)級(ji)電容(rong)器的實時時鐘模塊(kuai)具(ju)有(you)可充(chong)電(dian)功能(neng)，您(nin)可以(yi)將(jiang)它(ta)們焊接到(dao)您的電路上(shang)。另壹(yi)方(fang)面(mian)，帶(dai)有(you)輔(fu)助(zhu)電(dian)池(chi)的 RTC 更為(wei)常見(jian)，因為(wei)您(nin)可以(yi)在大多數(shu)消(xiao)費級(ji)主板上(shang)找到(dao)它(ta)們。在這種(zhong)情況(kuang)下，RTC 由(you)壹(yi)塊(kuai)電(dian)池(chi)供電(dian)。因(yin)此，當您取出此(ci)電(dian)池(chi)時，它(ta)會重(zhong)置(zhi) RTC 並將(jiang)其發送回其起(qi)點(dian)。 

此(ci)外(wai)，實時時鐘模塊(kuai)利用(yong)晶(jing)體(ti)振(zhen)蕩器(qi)來(lai)調(tiao)節時(shi)間。因此(ci)，它(ta)們不同(tong)於(yu)常規硬(ying)件(jian)時鐘，因為(wei)它(ta)們不需(xu)要(yao)時(shi)鐘信號。 

但(dan)這還不是(shi)全部。

RTC 經久(jiu)耐用(yong)。它(ta)們可以(yi)持續(xu)五(wu)年(nian)甚至(zhi)更(geng)長時間。但(dan)是(shi)，如果(guo)電(dian)池(chi)電量(liang)耗(hao)盡，您(nin)可能需(xu)要(yao)更(geng)換(huan) RTC。此外(wai)，當電池(chi)沒電(dian)時(shi)，您的系統(tong)會(hui)通(tong)過(guo)錯(cuo)誤消(xiao)息(xi)通(tong)知您(nin)。檢測電池(chi)沒電(dian)的另壹(yi)種(zhong)方(fang)法(fa)是(shi)發現(xian)系統(tong)的時鐘變得(de)奇(qi)怪或不穩定(ding)。因(yin)此，請(qing)始(shi)終維(wei)護(hu)您(nin)的 RTC，以(yi)確(que)保(bao)您的系統(tong)持續(xu)運行(xing)。

現(xian)在，有(you)各種類型的集成(cheng)電路可用於(yu) RTC 應用。其中壹(yi)些(xie)包(bao)括(kuo) DS12C997 和 DS1307。但(dan)是(shi)，本文(wen)的重(zhong)點(dian)將(jiang)放(fang)在 RTC DS3231 模塊(kuai)上(shang)。

DS3231 RTC 模塊(kuai)特(te)性和規格

以(yi)下是(shi) DS3231 模塊(kuai)的特(te)性和規格：

特(te)征(zheng)

• DS3231 RTC 模塊(kuai)能(neng)夠(gou)以(yi)秒(miao)、分(fen)、小(xiao)時、天(tian)、月和年(nian)為(wei)單(dan)位進行計(ji)數(shu)

• 無需(xu)大(da)功率(lv)即(ji)可運行(xing)

• 它(ta)使用 CR2032 電(dian)池(chi)作為(wei)備(bei)用(yong)電源(yuan)。電(dian)池(chi)可以(yi)使(shi)用(yong)長達三年(nian)

• 它(ta)有(you)壹(yi)個(ge)小(xiao)尺寸(cun)

• 可以(yi)使(shi)用(yong) DS3231 RTC 模(mo)塊(kuai)作為(wei)老化修整(zheng)的寄(ji)存(cun)器(qi)

• 您(nin)可以(yi)對(dui)該模(mo)塊(kuai)的方波輸出(chu)進行編程

• 它(ta)配備(bei)了(le)壹(yi)個(ge)數(shu)字溫(wen)度傳(chuan)感(gan)器，具(ju)有(you)額(e)外(wai)的 3°C 精(jing)度

• RTC 模(mo)塊(kuai)使(shi)用(yong) 400Khz I2C 接口

• 它(ta)還有(you)兩(liang)個(ge)時間鬧鐘

• 該 RTC 模塊(kuai)的精(jing)度為(wei)：+3.5ppm 至(zhi) -3.5ppm（-40°C 至(zhi) +85°C），+2ppm 至 -2pmm（0°C 至(zhi) +40°C）

• 每(mei)當出現(xian)電源(yuan)故障(zhang)時，它(ta)會自動切(qie)換(huan)到(dao)電池(chi)供電(dian)

規格

• DS3231 RTC 模(mo)塊(kuai)在以(yi)下電壓(ya)下工(gong)作：2.3v – 5.5v

• 您可以(yi)在低(di)電壓(ya)下使用此 RTC 模(mo)塊(kuai)

• 使(shi)用(yong)電(dian)池(chi)供電(dian)時(shi)，它(ta)僅消耗(hao) 500nA

• SDA 和(he) SCL 最(zui)大(da)電(dian)壓(ya)為(wei) VCC = 0.3V

• 它(ta)的工(gong)作溫(wen)度為(wei) -45°C 至(zhi) +80°C

應用

以(yi)下是(shi)理(li)解(jie) DS3231 應用時需(xu)要(yao)考(kao)慮(lv)的壹(yi)些(xie)案(an)例：

• 如果(guo)您(nin)擔心電路的功耗(hao)問題(ti)，DS3231 不需(xu)要(yao)大(da)量(liang)功率(lv)即(ji)可運行(xing)。因此(ci)，您可以(yi)在移動(dong)系(xi)統(tong)應用程序或計(ji)算(suan)機(ji)外(wai)圍(wei)設(she)備(bei)上(shang)使用(yong)此(ci)模(mo)塊(kuai)

• 盡管(guan)市(shi)場(chang)上(shang)有(you)大(da)量(liang)的 RTC 模塊(kuai)，但(dan) DS3231 以(yi)其壹(yi)流(liu)的精(jing)度而(er)聞名(ming)。因此(ci)，如果(guo)您(nin)正在為(wei)您(nin)的項(xiang)目(mu)尋找準(zhun)確(que)的時間和日(ri)期，DSC3231 可以(yi)滿(man)足您(nin)的需(xu)求(qiu)。DS3231 能(neng)夠(gou)比(bi)其他(ta) RTC 模(mo)塊(kuai)保(bao)持時(shi)間更新(xin)

• 在您需(xu)要(yao)快(kuai)速(su)通(tong)信(xin)的情況(kuang)下，DS3231 RTC 模塊(kuai)可以(yi)與(yu)任(ren)何快速(su) TWI 接口進行通(tong)信(xin)，使(shi)其成(cheng)為(wei)機(ji)器(qi)人、遊(you)戲和服(fu)務器應用等(deng)應用的首(shou)選

• 此外(wai)，您可以(yi)使(shi)用(yong) DS3231 的 12 小(xiao)時和(he) 24 小(xiao)時方(fang)法(fa)來(lai)查找(zhao)應用程序——尤(you)其是(shi)在 GPS 應用程序中

• 它(ta)具有(you)壹(yi)些(xie)鬧(nao)鐘屬性和溫(wen)度傳(chuan)感(gan)器，使(shi)其對(dui)公(gong)用事(shi)業(ye)功率(lv)計(ji)應用等(deng)其他(ta)幾(ji)種應用更有(you)用(yong)

DS3231 RTC 引腳配置(zhi)

DS3231 RTC 引腳配置(zhi)

資(zi)料來(lai)源：維(wei)基(ji)共享(xiang)資(zi)源

DS321 有(you)六(liu)個(ge)端子(zi)。但(dan)是(shi)，並非必須使(shi)用這(zhe)些(xie)引腳中的兩個(ge)。因此(ci)，我們主要有(you)四(si)個(ge)端子(zi)或引腳。您可以(yi)在模塊(kuai)的另壹(yi)側(ce)看(kan)到(dao)它(ta)們。DS3231 RTC模塊(kuai)的引腳配置(zhi)如下：

如何使用 DS3231 RTC 模塊(kuai)

只(zhi)能(neng)通(tong)過(guo) I2C 接口與 DS3231 RTC 模(mo)塊(kuai)通(tong)信(xin)。I2C 接口處理(li)從 DS3221 發送和(he)接收的數(shu)據(ju)。因(yin)此，您(nin)可以(yi)通(tong)過(guo) I2C 獲(huo)取任何時間和日(ri)期信息(xi)。 

DS3231 和(he) I2C

來(lai)源：快(kuai)照(zhao)

此外(wai)，模塊(kuai)和(he) I2C 之間的傳(chuan)輸很(hen)復(fu)雜(za)。另外(wai)，通(tong)信(xin)以(yi)字節(jie)格(ge)式(shi)進行。因此，最(zui)好(hao)使(shi)用專門針對(dui) DS3231 編寫的庫。為(wei)什(shen)麽(me)？嗯，使(shi)用圖(tu)書館(guan)可以(yi)改(gai)善交流。因(yin)此(ci)，您可以(yi)下載(zai) DS3231 庫並(bing)使用(yong)程(cheng)序來(lai)調(tiao)用它(ta)們。 

因此(ci)，壹(yi)旦您(nin)包(bao)含頭(tou)文(wen)件(jian)，控制器(qi)就(jiu)會開(kai)始(shi)通(tong)信(xin)並(bing)向(xiang)您顯(xian)示時(shi)間和日(ri)期。更重(zhong)要(yao)的是(shi)，您可以(yi)使(shi)用(yong)這(zhe)些(xie)庫輕松控制和(he)設(she)置(zhi)警(jing)報。

此外(wai)，當電量(liang)低(di)或沒有(you)電(dian)時(shi)，RTC 模塊(kuai)會(hui)自動從電(dian)池(chi)取電，讓(rang)芯片(pian)持續(xu)提供(gong)準(zhun)確(que)的時間和日(ri)期。壹(yi)旦系(xi)統(tong)再次(ci)啟(qi)動(dong)，控(kong)制器(qi)和(he)模塊(kuai)之間的通(tong)信(xin)可以(yi)繼(ji)續(xu)而不會出錯(cuo)。

項(xiang)目(mu)：Arduino 日(ri)歷時鐘

在本節(jie)中，我們將(jiang)學(xue)習(xi)如何在 Arduino 中使用(yong)實(shi)時時鐘並構建壹(yi)個(ge) Arduino 日歷時鐘項(xiang)目(mu)。 

電(dian)路設(she)計(ji) 

這(zhe)是(shi)使用(yong) DS3231 RTC 模塊(kuai)的簡(jian)單(dan) Arduino 日歷時鐘的設(she)計(ji)。由(you)於(yu) IC2，我們將(jiang)所(suo)有(you)設(she)備(bei)連(lian)接到(dao)壹(yi)條(tiao)僅(jin)由(you)四(si)根(gen)線組(zu)成(cheng)的公(gong)共總線：

Arduino日歷時鐘的電路圖

資(zi)料來(lai)源：維(wei)基(ji)共享(xiang)資(zi)源

所(suo)需(xu)組(zu)件(jian)

以(yi)下是(shi)此項(xiang)目(mu)所(suo)需(xu)的材料：

• (1) Arduino Uno

• (1) 面包(bao)板(ban)

• (1) 16×2 I2C 字符(fu) LCD

• 跳(tiao)線

• (1) DS3232實(shi)時(shi)時鐘模塊(kuai)

代(dai)碼(ma)

在這裏(li)，我們將(jiang)使(shi)用(yong)庫並(bing)創建(jian)自定義(yi)函(han)數(shu)，以(yi)使(shi)我們的代碼創建(jian)更(geng)容(rong)易、更具(ju)可讀性。因此(ci)，該(gai)項(xiang)目(mu)將(jiang)使(shi)用(yong)以(yi)下庫：

• 金(jin)屬絲(si)。I2C 接口的 h 庫

• 用(yong)於(yu) I2C 16×2 LCD 模(mo)塊(kuai)的 LiquidCrystal_I2C.h 庫（由(you) Frank de Brabander 提(ti)供）

• DS3231 RTC 模(mo)塊(kuai)的 RTClib.h 庫（由(you) Adafruit 提(ti)供）

下載(zai)這(zhe)些(xie)庫後，通(tong)過(guo)#include關(guan)鍵(jian)字將(jiang)它(ta)們添加(jia)到(dao)您的代碼中。所以(yi)，有(you)了(le)這(zhe)個(ge)，我們將(jiang)設(she)置(zhi)兩個(ge)對(dui)象。第(di)壹(yi)個(ge)是(shi) LCD()，另壹(yi)個(ge)是(shi) rtc。這兩(liang)個(ge)對(dui)象將(jiang)有(you)助(zhu)於(yu)與(yu) LCD 和(he) DS3231 模(mo)塊(kuai)通(tong)信(xin)。

LCD() 和(he) rtc 的代碼

來(lai)源：Pxhere（知識(shi)共享）

接下來(lai)，創建(jian)兩(liang)個(ge)自定義(yi)函(han)數(shu)，以(yi)便(bian)您(nin)可以(yi)輕松管理(li)代(dai)碼(ma)。updateRTC() 是(shi)您要(yao)編寫的第壹(yi)個(ge)函數(shu)。它(ta)是(shi)向(xiang)用戶詢(xun)問當前(qian)日期和時間並使(shi)用(yong)輸入更(geng)新 RTC 內(nei)部時鐘的功能(neng)。 

updateRTC() 的代碼

來(lai)源：Pxhere（知識(shi)共享）

您將(jiang)創(chuang)建(jian)的下壹(yi)個(ge)函數(shu)是(shi)更新(xin)的 LCD() 函數(shu)。它(ta)負責更新(xin) LCD 將(jiang)顯(xian)示的文(wen)本。

updateLCD() 的代碼

來(lai)源：Pxhere（知識(shi)共享）

updateLCD() 2 的代碼

來(lai)源：Pxhere（知識(shi)共享）

創建(jian)代碼的最後壹(yi)步(bu)是(shi)為(wei) Arduino 添加(jia)常規函數(shu)：setup() 和(he) loop()。下面是(shi)兩個(ge)函數(shu)的代碼： 

設(she)置(zhi)代碼(ma)（） 

來(lai)源：快(kuai)照(zhao)

循(xun)環代(dai)碼（）

來(lai)源：Pxhere（知識(shi)共享）

最後，上(shang)傳(chuan)您的代碼，您的 Arduino Uno 應該開(kai)始(shi)在 LCD 上(shang)顯(xian)示日(ri)期和時間。

RTC 模塊(kuai)是(shi)壹(yi)種(zhong)為(wei)電(dian)路添加(jia)計(ji)時(shi)功能(neng)的廉價(jia)且簡(jian)單(dan)的方法(fa)。我們向(xiang)您展(zhan)示的只(zhi)是(shi)表(biao)面上(shang)的劃(hua)痕(hen)。如果(guo)您(nin)對(dui)它(ta)進行更多修改(gai)，您(nin)會發現(xian)許多其他(ta)有(you)趣(qu)的方式(shi)來(lai)使用(yong)該(gai)模(mo)塊(kuai)。

值(zhi)得(de)壹(yi)提(ti)的是(shi)，如果(guo)您(nin)在市場(chang)上(shang)找不到(dao)DS3231，那麽(me)DS12C997 和DS1307 是(shi)當之無愧的等(deng)價(jia)物(wu)。此(ci)外(wai)，對(dui)於(yu)上(shang)面提(ti)到(dao)的 Arduino 項(xiang)目(mu)，您(nin)可以(yi)使(shi)用(yong)串(chuan)行(xing)監視器來(lai)修改(gai)項(xiang)目(mu)的日期和時間。您所(suo)要(yao)做的就是(shi)輸入(ru)字母(mu)“U”並按(an)照(zhao)提示操作。

這篇(pian)文(wen)章(zhang)到(dao)此結(jie)束。如果(guo)您(nin)有(you)任(ren)何問題(ti)，請(qing)隨時(shi)聯(lian)系我們，我們將(jiang)很(hen)樂(le)意(yi)為(wei)您(nin)提(ti)供幫(bang)助(zhu)。