您有需要精確計(jì)時(shí)的電子設(shè)備嗎？或者您的項(xiàng)目是否需要您計(jì)算秒、分、小時(shí)甚至月？好吧，如果你不知道如何去做，別擔(dān)心，你來(lái)對(duì)地方了。涉及計(jì)時(shí)的項(xiàng)目，即使沒(méi)有電源，也可能很棘手。謝天謝地，我們已經(jīng)幫到你了。您只需要一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘 (RTC) 模塊。因此，在本文中，我們將了解有關(guān) RTC 模塊的所有內(nèi)容，并向您展示如何使用 RTC 模塊電路制作一個(gè)簡(jiǎn)單的項(xiàng)目。

你準(zhǔn)備好了嗎？那么，讓我們開(kāi)始吧！

什么是 RTC 模塊？

實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊

資料來(lái)源：維基共享資源

實(shí)時(shí)時(shí)鐘 (RTC) 是一種集成電路時(shí)鐘模塊，通常出現(xiàn)在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、服務(wù)器或嵌入式系統(tǒng)中。此外，RTC 模塊有一個(gè)用途；計(jì)時(shí)。

該設(shè)備可以計(jì)算秒、分、小時(shí)和年。此外，它能夠準(zhǔn)確地處理各種計(jì)時(shí)應(yīng)用程序。

這是最好的部分。

由于 RTC 具有如此重要的作用，它即使在系統(tǒng)關(guān)閉時(shí)也能保持時(shí)間。出于這個(gè)原因，RTC 可以作為觸發(fā)器在鬧鐘或移動(dòng)設(shè)備上發(fā)現(xiàn)的預(yù)定電源等事件中打開(kāi)系統(tǒng)。

RTC 如何實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)？嗯，這個(gè)集成電路的工作電源與為其系統(tǒng)供電的電源不同。因此，RTC 可以在低功率情況或電源故障時(shí)持續(xù)運(yùn)行。此外，您只需要一點(diǎn)點(diǎn)電流即可運(yùn)行 RTC。

此外，較舊的 RTC 模塊采用鋰電池作為備用電源，而較新的版本使用超級(jí)電容器或輔助電池。現(xiàn)在，兩個(gè) RTC IC 之間存在差異。 

帶有超級(jí)電容器的實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊具有可充電功能，您可以將它們焊接到您的電路上。另一方面，帶有輔助電池的 RTC 更為常見(jiàn)，因?yàn)槟梢栽诖蠖鄶?shù)消費(fèi)級(jí)主板上找到它們。在這種情況下，RTC 由一塊電池供電。因此，當(dāng)您取出此電池時(shí)，它會(huì)重置 RTC 并將其發(fā)送回其起點(diǎn)。 

此外，實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊利用晶體振蕩器來(lái)調(diào)節(jié)時(shí)間。因此，它們不同于常規(guī)硬件時(shí)鐘，因?yàn)樗鼈儾恍枰獣r(shí)鐘信號(hào)。 

但這還不是全部。

RTC 經(jīng)久耐用。它們可以持續(xù)五年甚至更長(zhǎng)時(shí)間。但是，如果電池電量耗盡，您可能需要更換 RTC。此外，當(dāng)電池沒(méi)電時(shí)，您的系統(tǒng)會(huì)通過(guò)錯(cuò)誤消息通知您。檢測(cè)電池沒(méi)電的另一種方法是發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的時(shí)鐘變得奇怪或不穩(wěn)定。因此，請(qǐng)始終維護(hù)您的 RTC，以確保您的系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行。

現(xiàn)在，有各種類(lèi)型的集成電路可用于 RTC 應(yīng)用。其中一些包括 DS12C997 和 DS1307。但是，本文的重點(diǎn)將放在 RTC DS3231 模塊上。

DS3231 RTC 模塊特性和規(guī)格

以下是 DS3231 模塊的特性和規(guī)格：

特征

• DS3231 RTC 模塊能夠以秒、分、小時(shí)、天、月和年為單位進(jìn)行計(jì)數(shù)

• 無(wú)需大功率即可運(yùn)行

• 它使用 CR2032 電池作為備用電源。電池可以使用長(zhǎng)達(dá)三年

• 它有一個(gè)小尺寸

• 可以使用 DS3231 RTC 模塊作為老化修整的寄存器

• 您可以對(duì)該模塊的方波輸出進(jìn)行編程

• 它配備了一個(gè)數(shù)字溫度傳感器，具有額外的 3°C 精度

• RTC 模塊使用 400Khz I2C 接口

• 它還有兩個(gè)時(shí)間鬧鐘

• 該 RTC 模塊的精度為：+3.5ppm 至 -3.5ppm（-40°C 至 +85°C），+2ppm 至 -2pmm（0°C 至 +40°C）

• 每當(dāng)出現(xiàn)電源故障時(shí)，它會(huì)自動(dòng)切換到電池供電

規(guī)格

• DS3231 RTC 模塊在以下電壓下工作：2.3v – 5.5v

• 您可以在低電壓下使用此 RTC 模塊

• 使用電池供電時(shí)，它僅消耗 500nA

• SDA 和 SCL 最大電壓為 VCC = 0.3V

• 它的工作溫度為 -45°C 至 +80°C

應(yīng)用

以下是理解 DS3231 應(yīng)用時(shí)需要考慮的一些案例：

• 如果您擔(dān)心電路的功耗問(wèn)題，DS3231 不需要大量功率即可運(yùn)行。因此，您可以在移動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用程序或計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備上使用此模塊

• 盡管市場(chǎng)上有大量的 RTC 模塊，但 DS3231 以其一流的精度而聞名。因此，如果您正在為您的項(xiàng)目尋找準(zhǔn)確的時(shí)間和日期，DSC3231 可以滿(mǎn)足您的需求。DS3231 能夠比其他 RTC 模塊保持時(shí)間更新

• 在您需要快速通信的情況下，DS3231 RTC 模塊可以與任何快速 TWI 接口進(jìn)行通信，使其成為機(jī)器人、游戲和服務(wù)器應(yīng)用等應(yīng)用的首選

• 此外，您可以使用 DS3231 的 12 小時(shí)和 24 小時(shí)方法來(lái)查找應(yīng)用程序——尤其是在 GPS 應(yīng)用程序中

• 它具有一些鬧鐘屬性和溫度傳感器，使其對(duì)公用事業(yè)功率計(jì)應(yīng)用等其他幾種應(yīng)用更有用

DS3231 RTC 引腳配置

DS3231 RTC 引腳配置

資料來(lái)源：維基共享資源

DS321 有六個(gè)端子。但是，并非必須使用這些引腳中的兩個(gè)。因此，我們主要有四個(gè)端子或引腳。您可以在模塊的另一側(cè)看到它們。DS3231 RTC模塊的引腳配置如下：

如何使用 DS3231 RTC 模塊

只能通過(guò) I2C 接口與 DS3231 RTC 模塊通信。I2C 接口處理從 DS3221 發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)。因此，您可以通過(guò) I2C 獲取任何時(shí)間和日期信息。 

DS3231 和 I2C

來(lái)源：快照

此外，模塊和 I2C 之間的傳輸很復(fù)雜。另外，通信以字節(jié)格式進(jìn)行。因此，最好使用專(zhuān)門(mén)針對(duì) DS3231 編寫(xiě)的庫(kù)。為什么？嗯，使用圖書(shū)館可以改善交流。因此，您可以下載 DS3231 庫(kù)并使用程序來(lái)調(diào)用它們。 

因此，一旦您包含頭文件，控制器就會(huì)開(kāi)始通信并向您顯示時(shí)間和日期。更重要的是，您可以使用這些庫(kù)輕松控制和設(shè)置警報(bào)。

此外，當(dāng)電量低或沒(méi)有電時(shí)，RTC 模塊會(huì)自動(dòng)從電池取電，讓芯片持續(xù)提供準(zhǔn)確的時(shí)間和日期。一旦系統(tǒng)再次啟動(dòng)，控制器和模塊之間的通信可以繼續(xù)而不會(huì)出錯(cuò)。

項(xiàng)目：Arduino 日歷時(shí)鐘

在本節(jié)中，我們將學(xué)習(xí)如何在 Arduino 中使用實(shí)時(shí)時(shí)鐘并構(gòu)建一個(gè) Arduino 日歷時(shí)鐘項(xiàng)目。 

電路設(shè)計(jì) 

這是使用 DS3231 RTC 模塊的簡(jiǎn)單 Arduino 日歷時(shí)鐘的設(shè)計(jì)。由于 IC2，我們將所有設(shè)備連接到一條僅由四根線(xiàn)組成的公共總線(xiàn)：

Arduino日歷時(shí)鐘的電路圖

資料來(lái)源：維基共享資源

所需組件

以下是此項(xiàng)目所需的材料：

• (1) Arduino Uno

• (1) 面包板

• (1) 16×2 I2C 字符 LCD

• 跳線(xiàn)

• (1) DS3232實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊

代碼

在這里，我們將使用庫(kù)并創(chuàng)建自定義函數(shù)，以使我們的代碼創(chuàng)建更容易、更具可讀性。因此，該項(xiàng)目將使用以下庫(kù)：

• 金屬絲。I2C 接口的 h 庫(kù)

• 用于 I2C 16×2 LCD 模塊的 LiquidCrystal_I2C.h 庫(kù)（由 Frank de Brabander 提供）

• DS3231 RTC 模塊的 RTClib.h 庫(kù)（由 Adafruit 提供）

下載這些庫(kù)后，通過(guò)#include關(guān)鍵字將它們添加到您的代碼中。所以，有了這個(gè)，我們將設(shè)置兩個(gè)對(duì)象。第一個(gè)是 LCD()，另一個(gè)是 rtc。這兩個(gè)對(duì)象將有助于與 LCD 和 DS3231 模塊通信。

LCD() 和 rtc 的代碼

來(lái)源：Pxhere（知識(shí)共享）

接下來(lái)，創(chuàng)建兩個(gè)自定義函數(shù)，以便您可以輕松管理代碼。updateRTC() 是您要編寫(xiě)的第一個(gè)函數(shù)。它是向用戶(hù)詢(xún)問(wèn)當(dāng)前日期和時(shí)間并使用輸入更新 RTC 內(nèi)部時(shí)鐘的功能。 

updateRTC() 的代碼

來(lái)源：Pxhere（知識(shí)共享）

您將創(chuàng)建的下一個(gè)函數(shù)是更新的 LCD() 函數(shù)。它負(fù)責(zé)更新 LCD 將顯示的文本。

updateLCD() 的代碼

來(lái)源：Pxhere（知識(shí)共享）

updateLCD() 2 的代碼

來(lái)源：Pxhere（知識(shí)共享）

創(chuàng)建代碼的最后一步是為 Arduino 添加常規(guī)函數(shù)：setup() 和 loop()。下面是兩個(gè)函數(shù)的代碼： 

設(shè)置代碼（） 

來(lái)源：快照

循環(huán)代碼（）

來(lái)源：Pxhere（知識(shí)共享）

最后，上傳您的代碼，您的 Arduino Uno 應(yīng)該開(kāi)始在 LCD 上顯示日期和時(shí)間。

RTC 模塊是一種為電路添加計(jì)時(shí)功能的廉價(jià)且簡(jiǎn)單的方法。我們向您展示的只是表面上的劃痕。如果您對(duì)它進(jìn)行更多修改，您會(huì)發(fā)現(xiàn)許多其他有趣的方式來(lái)使用該模塊。

值得一提的是，如果您在市場(chǎng)上找不到DS3231，那么DS12C997 和DS1307 是當(dāng)之無(wú)愧的等價(jià)物。此外，對(duì)于上面提到的 Arduino 項(xiàng)目，您可以使用串行監(jiān)視器來(lái)修改項(xiàng)目的日期和時(shí)間。您所要做的就是輸入字母“U”并按照提示操作。

這篇文章到此結(jié)束。如果您有任何問(wèn)題，請(qǐng)隨時(shí)聯(lián)系我們，我們將很樂(lè)意為您提供幫助。